專利名稱：標(biāo)簽讀取方法和讀取設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及RF標(biāo)簽讀取方法和讀取設(shè)備，其用于通過電磁耦合為配置有天線和半導(dǎo)體集成電路的無線電信息存儲介質(zhì)(RF標(biāo)簽)提供功率并接收從該RF標(biāo)簽發(fā)送的信號，由此識別該標(biāo)簽并讀取存儲在該標(biāo)簽上的信息。更具體地，本發(fā)明涉及一種用于向疊置在提供功率區(qū)內(nèi)的多個RF標(biāo)簽提供功率并從這些標(biāo)簽中讀取信息的標(biāo)簽讀取方法和讀取設(shè)備。
背景技術(shù)：
一種在現(xiàn)有技術(shù)中被廣泛采納，用以管理配送和運輸業(yè)中的各項產(chǎn)品信息的方法，涉及在產(chǎn)品本身上或在產(chǎn)品包裝盒上打印或粘貼條形碼并通過條形碼讀取器讀取該條形碼。但是，利用這種條形碼處理方法，在讀取條形碼時必須使條形碼讀取器與條形碼接觸。這種讀取操作比較麻煩。常規(guī)條形碼處理方法的另一個問題是，不能將新信息本身添加到條形碼中，并且條形碼所包含的信息不能更新。
因此，對以下系統(tǒng)的需求日益增加。在這些系統(tǒng)中，將RF標(biāo)簽而不是條形碼粘貼到產(chǎn)品等上，并通過無線電裝置(電磁耦合)不接觸地讀取與產(chǎn)品有關(guān)的信息，這樣的系統(tǒng)當(dāng)前正被投入到實際的應(yīng)用中。RF標(biāo)簽是一種在其中已將信息的無線通信功能添加到IC卡的諸多功能中的器件。RF標(biāo)簽配置有能夠記錄信息的非易失性存儲器，但不具有電池(電源)。因此，當(dāng)標(biāo)簽讀取設(shè)備以非接觸方式從RF標(biāo)簽的存儲器中讀取信息時，由電磁波為RF標(biāo)簽提供功率以使得能夠從所述存儲器中讀出信息。根據(jù)這種RF標(biāo)簽，可以大大改進可操作性。此外，通過結(jié)合使用RF標(biāo)簽以及驗證功能和技術(shù)(例如加密)，可以實現(xiàn)非常好的安全性。
圖38是用于說明一RF標(biāo)簽的圖。讀取設(shè)備1從天線2向RF標(biāo)簽3發(fā)送一無線電信號(電磁波)，該信號已經(jīng)由發(fā)送數(shù)據(jù)進行了調(diào)制。RF標(biāo)簽3具有天線3a，該天線3a將接收信號輸入到整流電路3b和調(diào)制解調(diào)電路3c。整流電路3b用作電源，將無線電信號轉(zhuǎn)換成直流電壓，并將該直流電壓提供給調(diào)制解調(diào)電路3c和邏輯電路3d。調(diào)制解調(diào)電路3c對已經(jīng)從讀取設(shè)備1發(fā)送的控制數(shù)據(jù)進行解調(diào)，并將該控制數(shù)據(jù)輸入到邏輯電路3d。后者根據(jù)該控制數(shù)據(jù)(指令)執(zhí)行邏輯處理，讀取已經(jīng)存儲在內(nèi)存中的信息并將該信息輸入到調(diào)制解調(diào)電路3c。后者利用已經(jīng)從邏輯電路3d輸入的信號調(diào)制一載波，并將調(diào)制后的信號從天線3a發(fā)送到讀取設(shè)備1。
當(dāng)在提供功率區(qū)內(nèi)存在多個RF標(biāo)簽時，讀取設(shè)備1能夠根據(jù)防沖突協(xié)議(anti-collision protocol)從各RF標(biāo)簽讀取信息。關(guān)于防沖突協(xié)議已經(jīng)提出了各種方案。例如，在ISO 18000的規(guī)范中說明了一種方案。
即使多個RF標(biāo)簽位于該提供功率區(qū)內(nèi)，只要這些RF標(biāo)簽不互相疊置就不會出現(xiàn)問題。但是，經(jīng)常出現(xiàn)以下情況在生產(chǎn)基地、在自動化倉庫中或在銷售地點，物品相互疊置，并且要同時從所有標(biāo)簽讀取信息。如果物品這樣相互疊置，那么多個RF標(biāo)簽也會疊置。出現(xiàn)的情況是，靠近讀取設(shè)備的RF標(biāo)簽從該讀取設(shè)備接收功率，而相距更遠的RF標(biāo)簽不能滿意地接收到功率。
此外，RF標(biāo)簽配備有一天線，該天線的特性與射頻匹配，以從讀取設(shè)備有效地接收功率并與該讀取裝置正常通信。但是，當(dāng)多個RF標(biāo)簽彼此非?？拷鼤r，由于標(biāo)簽天線間的交互作用使天線的特性偏離射頻。結(jié)果，提供的功率進一步消耗了，并且不能獲得一個能使更遠的RF標(biāo)簽工作的值。這意味著不能從這些標(biāo)簽中讀出信息。
已提出的解決該問題的方法是制備一標(biāo)簽盒并在該標(biāo)簽盒內(nèi)移動天線，由此來避免天線的疊置。這使得即使標(biāo)簽從背面接收功率也是容易的。(例如，參見JP 2000-331136A的說明書)。
圖39A、39B是用于說明根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的RF標(biāo)簽的圖。RF標(biāo)簽5包括位于標(biāo)簽盒6a內(nèi)的入口(inlet)5c(由虛線圈起的部分)。入口5c包括線圈狀收發(fā)天線5a和安裝在板面上并連接到收發(fā)天線5a的電子部件5b。標(biāo)簽盒6a具有一內(nèi)置的入口容納部分6b，并以如下方式形成，即其內(nèi)徑B充分大于入口5c的直徑(即，B＞C)。通過將入口5c容納在入口容納部分6b中而不固定它，使接納在入口容納部分6b中的入口5c被可移動地容納而不指定其位置。由于這種布置，即使在堆疊的情況下讀取或?qū)懭攵鄠€RF標(biāo)簽5，也能夠使收發(fā)天線交錯從而部分地而非完全地重疊。結(jié)果，將功率饋送到所有RF標(biāo)簽的收發(fā)天線，由此可以從/向每個RF標(biāo)簽讀取/寫入信息。
但是，由以上技術(shù)引起的問題是，由于常規(guī)RF標(biāo)簽具有一標(biāo)簽盒，所以上述技術(shù)不能應(yīng)用到其上難以粘貼標(biāo)簽盒的物品。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個目的是設(shè)計成即使多個RF標(biāo)簽疊置，也能夠為每個標(biāo)簽提供功率以使得可以從這些標(biāo)簽中讀取信息。
本發(fā)明的另一個目的是設(shè)計成即使RF標(biāo)簽沒有標(biāo)簽盒，也可以從疊置的RF標(biāo)簽中讀取信息。
本發(fā)明的再一個目的是設(shè)計成消除對可應(yīng)用RF標(biāo)簽的產(chǎn)品的限制。
上述目的是通過提供如下所述的標(biāo)簽讀取方法的第一至第六方面來實現(xiàn)的，該標(biāo)簽讀取方法用于為多個疊置標(biāo)簽中的至少一個提供功率并從該標(biāo)簽讀取信息。
本發(fā)明的第一標(biāo)簽讀取方法包括通過由高頻信號從多個位置(例如，從多個疊置標(biāo)簽的兩側(cè))產(chǎn)生電磁波并使電磁波在多個標(biāo)簽上發(fā)生干涉來向各標(biāo)簽提供由高頻信號產(chǎn)生的功率，以及根據(jù)從中讀取信息的標(biāo)簽的位置來控制高頻信號之間的相位差。
本發(fā)明的第二標(biāo)簽讀取方法包括從多個疊置標(biāo)簽的一側(cè)向各標(biāo)簽提供由高頻信號產(chǎn)生的功率，在多個標(biāo)簽的另一側(cè)設(shè)置一用于反射由高頻信號產(chǎn)生的電磁波的反射器，使所述電磁波和反射的電磁波在多個疊置標(biāo)簽上發(fā)生干涉，并根據(jù)從中讀取信息的標(biāo)簽的位置來控制反射器的位置。
本發(fā)明的第三標(biāo)簽讀取方法包括從多個疊置標(biāo)簽的一側(cè)向各標(biāo)簽提供由高頻信號產(chǎn)生的功率，在標(biāo)簽的另一側(cè)設(shè)置一用于反射由高頻信號產(chǎn)生的電磁波的反射器，使所述電磁波和反射的電磁波在多個疊置標(biāo)簽上發(fā)生干涉，并根據(jù)從中讀取信息的標(biāo)簽的位置來控制反射器的反射率。
本發(fā)明的第四標(biāo)簽讀取方法包括通過由高頻信號從多個位置(即，從多個疊置標(biāo)簽的兩側(cè))產(chǎn)生電磁波并使電磁波在多個標(biāo)簽上發(fā)生干涉來向各標(biāo)簽提供由高頻信號產(chǎn)生的功率，使該高頻信號分路，并在從分路點到產(chǎn)生各個電磁波的多個點的傳播距離之間產(chǎn)生一傳播距離差，并且當(dāng)高頻信號的頻率從任何低頻改變到任何高頻時，以使分路后的多個高頻信號之間的相位差旋轉(zhuǎn)一所需角度的方式來確定該傳播距離差，并根據(jù)從中讀取信息的標(biāo)簽的位置來控制高頻信號的頻率。
本發(fā)明的第五標(biāo)簽讀取方法包括在多個疊置標(biāo)簽的外圍處設(shè)置一傳輸線，沿該傳輸線存在電磁波的泄漏；使一高頻信號分路；將分路后的多個高頻信號輸入到傳輸線兩端的各端，由此使信號相互干涉；根據(jù)從中讀取信息的標(biāo)簽的位置來控制分路后的多個高頻信號之間的相位差；以及使電磁波從傳輸線中泄漏，由此向該標(biāo)簽提供由該高頻信號產(chǎn)生的功率。
本發(fā)明的第六標(biāo)簽讀取方法包括在多個疊置標(biāo)簽的外圍處設(shè)置一傳輸線，沿該傳輸線存在電磁波的泄漏；使一高頻信號分路；將分路后的多個高頻信號輸入到傳輸線兩端的各端，由此使信號發(fā)生干涉；在從分路點到傳輸線兩端的傳播距離之間產(chǎn)生一傳播距離差，并且當(dāng)該高頻信號的頻率從任何低頻改變到任何高頻時，以使分路后的多個高頻信號之間的相位差旋轉(zhuǎn)一所需角度的方式來確定該傳播距離差；根據(jù)從中讀取信息的標(biāo)簽的位置來控制該高頻信號的頻率；以及使電磁波從傳輸線中泄漏，由此向該標(biāo)簽提供由該高頻信號產(chǎn)生的功率。
以上目的是通過提供如下所述的標(biāo)簽讀取設(shè)備的第一至第四方面來實現(xiàn)的，該標(biāo)簽讀取設(shè)備用于向多個疊置標(biāo)簽中的至少一個提供功率并從該標(biāo)簽中讀取信息。
根據(jù)本發(fā)明的第一標(biāo)簽讀取設(shè)備包括用于產(chǎn)生多個高頻信號的裝置；向其輸入所述多個高頻信號的電磁波產(chǎn)生裝置，用于由所述多個高頻信號從多個位置(即，從多個疊置標(biāo)簽兩側(cè))產(chǎn)生電磁波并使電磁波在多個標(biāo)簽上發(fā)生干涉；用于根據(jù)從中讀取信息的標(biāo)簽的位置來確定高頻信號之間的相位差的裝置；以及移相裝置，用于控制至少一個高頻信號的相位以產(chǎn)生相位差。
根據(jù)本發(fā)明的第二標(biāo)簽讀取設(shè)備包括用于產(chǎn)生一高頻信號的裝置；向其輸入所述高頻信號的電磁波產(chǎn)生裝置，用于由所述高頻信號從多個疊置標(biāo)簽的一側(cè)產(chǎn)生電磁波；設(shè)置在標(biāo)簽的另一側(cè)的反射器，用于反射由所述高頻信號產(chǎn)生的電磁波并使該電磁波和反射的電磁波在所述多個疊置標(biāo)簽上發(fā)生干涉；用于移動反射器的移動裝置；以及控制裝置，用于根據(jù)從中讀取信息的標(biāo)簽的位置來控制反射器的位置。
根據(jù)本發(fā)明的第三標(biāo)簽讀取設(shè)備包括用于產(chǎn)生一高頻信號的裝置；用于對該高頻信號進行分路的分路裝置；電磁波產(chǎn)生裝置，用于由多個高頻信號從多個位置(即，從多個疊置標(biāo)簽的兩側(cè))產(chǎn)生電磁波并使電磁波在多個標(biāo)簽上發(fā)生干涉；傳播路徑，用于在所述高頻信號的頻率從任何低頻改變到任何高頻時，以使分路后的多個高頻信號之間的相位差旋轉(zhuǎn)一所需角度的方式，在從信號分路點到產(chǎn)生電磁波的多個點的傳播距離之間產(chǎn)生一傳播距離差；以及控制裝置，用于根據(jù)從中讀取信息的標(biāo)簽的位置來控制該高頻信號的頻率。
根據(jù)本發(fā)明的第四標(biāo)簽讀取設(shè)備包括設(shè)置在多個疊置標(biāo)簽外圍處的傳輸線，沿著該傳輸線存在電磁波的泄漏；用于產(chǎn)生一高頻信號的裝置；用于對該高頻信號進行分路并將分路后的多個高頻信號輸入到傳輸線兩端中的各端的裝置；用于根據(jù)從中讀取信息的標(biāo)簽的位置來確定分路后的多個高頻信號間的相位差的裝置；以及用于控制至少一個高頻信號的相位以產(chǎn)生相位差的裝置；其中使電磁波從傳輸線中泄漏，由此向所述標(biāo)簽提供由該高頻信號產(chǎn)生的功率。
根據(jù)本發(fā)明的標(biāo)簽讀取方法和設(shè)備，即使多個RF標(biāo)簽被疊置也可以為每個RF標(biāo)簽提供功率，由此可以從各標(biāo)簽讀取信息。此外，根據(jù)本發(fā)明的標(biāo)簽讀取方法和設(shè)備，即使沒有將RF標(biāo)簽容納在標(biāo)簽盒內(nèi)也可以從疊置RF標(biāo)簽中讀取信息。這可以消除對可應(yīng)用RF標(biāo)簽的產(chǎn)品的限制。
結(jié)合附圖閱讀以下說明，可以清楚地理解本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點。


圖1是用于說明本發(fā)明第一實施例的示意圖；圖2是示出在改變相位差θ時在距離r的位置處的功率P的P-r曲線圖；圖3是一對應(yīng)關(guān)系表，示出了對于一功率峰值點的相位差θ與距離r之間的對應(yīng)關(guān)系；圖4是示出具有根據(jù)第一實施例的標(biāo)簽讀取設(shè)備的整個系統(tǒng)的示意圖；圖5是用于說明已經(jīng)在光盤中的盤孔周圍粘貼一RF標(biāo)簽的情況的示意圖；圖6是圖4所示的標(biāo)簽讀取設(shè)備的框圖；圖7示出了在一組物品的外圍包裝有一金屬盒的情況的第一示例；圖8示出了在一組物品的外圍包裝有一金屬盒的情況的第二示例；圖9A、9B和9C是用于說明向金屬盒內(nèi)部提供功率的方法的示意圖；圖10A和10B分別是用于說明線形天線和環(huán)形天線的示意圖；圖11A、11B和11C示出了將線形天線和環(huán)形天線連接到金屬盒的示例；圖12是用于說明本發(fā)明第二實施例的示意圖；圖13是一P-r曲線圖，示出了在改變反射器的行進距離d2時在距離r的位置處的功率P；圖14是一對應(yīng)關(guān)系表，示出了對于一功率峰值點的反射器行進距離d2與距離r之間的對應(yīng)關(guān)系；圖15是示出具有根據(jù)第二實施例的標(biāo)簽讀取設(shè)備的整個系統(tǒng)的示意圖；
圖16是圖15中所示的標(biāo)簽讀取設(shè)備的框圖；圖17是示出具有根據(jù)本發(fā)明第三實施例的標(biāo)簽讀取設(shè)備的整個系統(tǒng)的示意圖；圖18是圖17中所示的標(biāo)簽讀取設(shè)備的框圖；圖19示出了反射器(反射器板)和反射率改變電路的布置示例；圖20是一對應(yīng)關(guān)系表，示出了在頻率為1GHz時θ與L、C之間的對應(yīng)關(guān)系；圖21是用于說明本發(fā)明的第四實施例的示意圖；圖22是一P-r曲線圖，示出了在改變高頻信號的頻率時在距離r的位置處的功率P；圖23是一對應(yīng)關(guān)系表，示出了對于一功率峰值點的頻率f與距離r之間的對應(yīng)關(guān)系；圖24是示出具有根據(jù)第四實施例的標(biāo)簽讀取設(shè)備的整個系統(tǒng)的示意圖；圖25是圖24中所示的標(biāo)簽讀取設(shè)備的框圖；圖26是用于說明本發(fā)明的第五實施例的示意圖；圖27是用于說明一泄漏同軸電纜的示意圖；圖28示出了泄漏同軸電纜的布置示例；圖29是具有根據(jù)第五實施例的標(biāo)簽讀取設(shè)備的整個系統(tǒng)的示意圖；圖30是示出根據(jù)第五實施例的變型例的系統(tǒng)的整體配置的示意圖；圖31示出了平行電纜的結(jié)構(gòu)的示例；圖32示出了平行電纜的等效電路，用于說明產(chǎn)生駐波所依據(jù)的原理；圖33是用于說明本發(fā)明的第六實施例的示意圖；圖34是示出根據(jù)該實施例的系統(tǒng)的整體配置的示意圖；圖35示出了一個示例，在該示例中已將反射率改變電路連接到一泄漏同軸電纜；圖36是用于說明本發(fā)明的第七實施例的示意圖；圖37是示出根據(jù)該實施例的系統(tǒng)的整體配置的示意圖；圖38是用于說明根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的RF標(biāo)簽的示意圖；以及圖39A、39B是用于說明根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的RF標(biāo)簽的示意圖。
具體實施例方式
(A)本發(fā)明的概述本發(fā)明提供了一種用于向多個疊置標(biāo)簽中的至少一個提供功率并從該標(biāo)簽中讀取信息的標(biāo)簽讀取設(shè)備。該設(shè)備包括用于產(chǎn)生多個高頻信號的裝置；向其輸入多個高頻信號的電磁波產(chǎn)生裝置(天線)，用于從疊置標(biāo)簽的兩側(cè)生成由高頻信號產(chǎn)生的電磁波，并使電磁波在標(biāo)簽上發(fā)生干涉；用于根據(jù)從中讀取信息的標(biāo)簽的位置來確定多個高頻信號間的相位差的裝置，所述多個高頻信號被提供給設(shè)置在標(biāo)簽兩側(cè)的電磁波產(chǎn)生裝置；以及移相裝置，用于控制至少一個高頻信號的相位以產(chǎn)生相位差。
根據(jù)該標(biāo)簽讀取設(shè)備，通過從疊置標(biāo)簽的兩側(cè)生成由多個高頻信號產(chǎn)生的電磁波并使電磁波在標(biāo)簽上發(fā)生干涉，來將由多個高頻信號產(chǎn)生的功率提供給每個標(biāo)簽，并根據(jù)從中讀取信息的標(biāo)簽的位置來控制該多個高頻信號間的相位差。
(B)第一實施例圖1是用于說明本發(fā)明第一實施例的圖。當(dāng)讀取控制單元11從粘貼到或嵌入到物品中的RF標(biāo)簽中讀取信息時，該控制單元通過讀取-控制數(shù)據(jù)來調(diào)制載波，隨后將該信號進行頻率轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成高頻信號并將該高頻信號輸入到混合電路12中。此外，基于要從粘貼有RF標(biāo)簽的物品G1至Gn的RF標(biāo)簽中的哪一個讀取信息，即，基于要從中讀取信息的標(biāo)簽(讀取目標(biāo)標(biāo)簽)的位置，讀取控制單元11判定高頻信號的相移量θ并將該相移量輸入到移相器13。在此，θ是使得能夠向讀取目標(biāo)標(biāo)簽提供大功率的相位。將天線14和15設(shè)置成從兩側(cè)將一組物品夾在中間，這組物品是通過疊置已經(jīng)粘貼了RF標(biāo)簽的多個物品Gi(i＝1至n)而獲得的。
混合電路12將輸入的高頻信號分路為兩個高頻信號，將其中一個高頻信號輸入到布置在物品組一側(cè)的天線14，將另一高頻信號輸入到移相器13。后者將所述高頻信號的相位偏移了由讀取控制單元11指定的相位量(θ)，并將移相后的高頻信號輸入到布置在物品組另一側(cè)的天線15。結(jié)果，電磁波從一個天線向另一個天線傳播，并在標(biāo)簽上發(fā)生干涉以在該標(biāo)簽上產(chǎn)生駐波。
假設(shè)d表示天線間距，r表示從天線14到讀取目標(biāo)標(biāo)簽的距離，θ表示輸入到天線14和15的高頻信號間的相位差。如果為簡便起見，假設(shè)沒有空間損耗，則處于距離r的位置處的功率為輸入功率乘以以下系數(shù)2cos[2π(d-2r)2λ-θ2]---(1)]]>為了增大處于距離r的位置處的駐波，只要確定θ使得當(dāng)距離為r時表達式(1)的值最大即可。如果能夠找到使表達式(1)最大的θ，將有θ=2πλ(d-2r)±2nπ---(2)]]>因此，應(yīng)該根據(jù)公式(2)對θ進行控制。
圖2是一特性曲線圖(P-r曲線圖)，示出了在當(dāng)高頻信號的波長為10cm并且天線間距為20cm時相位差θ以60°為一級從0°改變到300°的情況下，在距離r的位置處的功率P?？梢岳斫猓S著相位差θ的增大，功率最大的峰值點在向右偏移。也就是，可以理解成僅向相對于預(yù)定相位差θ受限的標(biāo)簽提供功率。相應(yīng)地，計算出對于功率峰值點的相位差θ與距離r(cm)之間的對應(yīng)關(guān)系，并將結(jié)果以圖3中所示的方式制成表，并且將該表預(yù)先設(shè)置在讀取控制單元11中。讀取控制單元11從該表中找到與到讀取目標(biāo)標(biāo)簽的距離r對應(yīng)的相位差θ，并在移相器13中設(shè)定該相位差。結(jié)果，可以將功率有效地提供給讀取目標(biāo)標(biāo)簽，并且可以將控制數(shù)據(jù)可靠地發(fā)送到該讀取目標(biāo)標(biāo)簽。此外，通過天線14、15和混合電路12向讀取控制單元11輸入一高頻信號，該高頻信號已經(jīng)由從讀取目標(biāo)標(biāo)簽的存儲器中讀出的信息進行了調(diào)制。應(yīng)該注意，盡管已經(jīng)按照以60°為變化間隔增大θ的方式創(chuàng)建了圖3中的表，但是也可以通過更精細地改變相位來創(chuàng)建該表。另外，可以與讀取目標(biāo)標(biāo)簽的特定編號相關(guān)聯(lián)地對θ制表。
圖4是具有根據(jù)第一實施例的標(biāo)簽讀取設(shè)備的整個系統(tǒng)的圖。根據(jù)來自個人計算機20的指令，讀取裝置10從粘貼到物品Gi(例如，光盤)的RF標(biāo)簽讀取信息，并將所讀取的信息輸入到個人計算機20。RF標(biāo)簽RFTG具有參照圖38以電路方式示出的結(jié)構(gòu)。該RF標(biāo)簽RFTG具有天線ANT和芯片CHP，在圖5所示的示例中，將天線ANT和芯片CHP粘貼到光盤CD的中心孔的外周上。
圖6是圖4所示的標(biāo)簽讀取設(shè)備10的框圖。該設(shè)備包括讀取控制單元11、混合電路12和移相器13。讀取控制單元11具有控制器11a，該控制器11a響應(yīng)于來自個人計算機20的控制信號來執(zhí)行符合無線電規(guī)范(協(xié)議)的控制。例如，控制器11a執(zhí)行防沖突控制、標(biāo)簽ID讀取控制、用于實現(xiàn)協(xié)議的數(shù)據(jù)收發(fā)控制、以及相位控制等。調(diào)制器11b利用發(fā)送數(shù)據(jù)調(diào)制載波并將調(diào)制后的載波信號進行頻率轉(zhuǎn)換以轉(zhuǎn)換成高頻信號。放大器11c對該高頻信號進行放大并將放大后的信號輸入到混合電路12中的第一定向耦合器12a。第一定向耦合器12a將該高頻信號輸出到天線側(cè)(輸出到第二定向耦合器12b)。第二定向耦合器12b將輸入的高頻信號分路成兩個高頻信號，并將一個高頻信號輸入到移相器13，而將另一個高頻信號輸入到天線14。移相器13將該高頻信號的相位偏移由控制器11a規(guī)定的相位量(θ)并將該移相后的高頻信號輸入到天線15。另一方面，從一RF標(biāo)簽發(fā)出的高頻信號被天線14、15接收并通過定向耦合器12b和12a按所述順序輸入到解調(diào)器11d。解調(diào)器11d對從所述RF標(biāo)簽讀取的信息進行解調(diào)并將該信息輸入到控制器11a。
此外，第一定向耦合器12a對傳輸信號輸出到解調(diào)器11d的功率進行抑制，第二定向耦合器12b對從天線14輸出到天線15的功率和從天線15輸出到天線14的功率進行抑制。
圖7示出了物品組裝入金屬盒MTC的第一示例。在自由空間中，電磁波隨著距離高頻輸出源(天線14和15)的距離增加而衰減。可以通過以圖7所示的方式將該組物品封裝在金屬盒中來抑制這種衰減。這種布置利用了波導(dǎo)理論。
圖8示出了物品組裝入金屬盒MTC的第二示例。在此，在金屬盒MTC的側(cè)面上設(shè)置了電波吸收器EWA，以抑制來自這些側(cè)面的不希望的反射。
圖9A、9B和9C用于說明向金屬盒MTC的內(nèi)部提供功率的方法?？梢允褂酶鞣N方法。一種方法是從金屬盒的頂部(或底部)通過線形天線饋電，如圖9A所示。第二種方法是從金屬盒的側(cè)面通過線形和環(huán)形天線饋電，如圖9B所示。第三種方法是將線形天線的末端連接到一外部盒，如圖9C所示。
圖10A和10B分別是用于說明線形天線和環(huán)形天線的圖。通過將同軸電纜AXC的中心導(dǎo)體CL剝離成線形來形成線形天線，如圖10A所示。通過將同軸電纜AXC的中心導(dǎo)體CL剝離成線形并將末端連接到外部導(dǎo)體來形成環(huán)形天線。
圖11A、11B和11C分別示出了將圖10A和10B所示的線形天線和環(huán)形天線連接到一金屬盒的示例。圖11A是從盒的底部接入天線的示例的說明圖，而圖11B、11C是從盒的側(cè)面接入天線的示例的說明圖。
因此，根據(jù)第一實施例，由多個高頻信號從多個疊置標(biāo)簽的兩側(cè)產(chǎn)生電磁波，通過使電磁波在這些標(biāo)簽上發(fā)生干涉來向每個標(biāo)簽提供功率，并且根據(jù)從中讀取信息的標(biāo)簽的位置來控制所述多個高頻信號間的相位差。結(jié)果，可以將功率有效地提供給要從中讀取信息的RF標(biāo)簽，并且可以在RF標(biāo)簽與標(biāo)簽讀取設(shè)備之間可靠地發(fā)送和接收信息。
(C)第二實施例圖12是用于說明本發(fā)明第二實施例的圖，其中采用相同的標(biāo)記來表示與圖1的第一實施例中相同的組件。該實施例與第一實施例的不同之處在于，去掉了移相器13和天線15，代之以配備有用于反射從天線14發(fā)射的電磁波的反射器21和用于移動反射器21的移動機構(gòu)22。反射器21在移動機構(gòu)22的控制下移動距離d2。
當(dāng)讀取控制單元11從粘貼到物品上或嵌入在物品中的RF標(biāo)簽中讀取信息時，該控制單元利用讀取控制數(shù)據(jù)來調(diào)制載波，隨后將該信號進行頻率轉(zhuǎn)換以轉(zhuǎn)換成一高頻信號，并將該高頻信號輸入到混合電路12。此外，基于要從粘貼有RF標(biāo)簽的物品G1至Gn的RF標(biāo)簽中的哪一個讀取信息，即，基于要從中讀取信息的標(biāo)簽的位置，讀取控制單元11判定反射器21的移動量d2并將d2輸入到移動機構(gòu)22。在此，移動量d2是使得能夠向讀取目標(biāo)標(biāo)簽提供大功率的距離。將天線14和反射器21設(shè)置成從兩側(cè)夾住物品組，該物品組是通過將已經(jīng)粘貼了RF標(biāo)簽的多個物品Gi(i＝1至n)進行疊置而獲得的。
混合電路12將所輸入的高頻信號輸入到設(shè)置在所述物品組一側(cè)的天線14。移動機構(gòu)22使反射器21移動由讀取控制單元11指定的距離d2。結(jié)果，由天線14產(chǎn)生的電磁波向反射器21傳播并由反射器21進行反射。由天線14產(chǎn)生的無線電波和由反射器21反射的無線電波隨后在標(biāo)簽上發(fā)生干涉并產(chǎn)生駐波。
天線14和反射器21之間的距離為d+d2。
假設(shè)r表示從天線14到要從中讀出信息的RF標(biāo)簽的距離。如果為簡便起見，假設(shè)在空間沒有損耗，則處于距離r的位置處的功率為輸入功率乘以以下系數(shù)。
2cos[2π(d+d2-r)λ]---(3)]]>為了增大在距離r的位置處的駐波，只要確定d2使得當(dāng)距離為r時表達式(3)的值最大即可。如果找到了使表達式(3)最大的d2，則將有d2=r-d±nλ2---(4)]]>因此應(yīng)該根據(jù)公式(4)來控制d2。
圖13是一特性曲線圖(P-r曲線圖)，示出了在當(dāng)高頻信號的波長為10cm并且天線間距為20cm時d2以1cm為一級從0變到4cm的情況下，在距離r的位置處的功率P。可以理解，隨著行進距離d2增加，功率最大的峰值點向右偏移。也就是，可以理解成僅向相對于預(yù)定行進距離d2受限的標(biāo)簽提供功率。相應(yīng)地，計算出了對于功率峰值點的行進距離d2與距離r(cm)之間的對應(yīng)關(guān)系，并按圖14所示的方式制成表，并且將該表預(yù)先設(shè)置在讀取控制單元11中。讀取控制單元11從該表中查找到與到讀取目標(biāo)標(biāo)簽的距離r對應(yīng)的行進距離d2，并在移動結(jié)構(gòu)22中設(shè)定該距離。結(jié)果，可以有效地向讀取目標(biāo)標(biāo)簽提供功率，并且可以將控制數(shù)據(jù)可靠地發(fā)送到該讀取目標(biāo)標(biāo)簽。另外，通過天線14和混合電路12向讀取控制單元11輸入一高頻信號，該高頻信號已經(jīng)由從讀取目標(biāo)標(biāo)簽的存儲器讀取的信息進行了調(diào)制。應(yīng)該注意，盡管圖14的表是通過以間隔1cm改變d2的方式創(chuàng)建的，但是該表也可以通過更精細地改變行進距離d2來創(chuàng)建。此外，可以與讀取目標(biāo)標(biāo)簽的特定編號相關(guān)聯(lián)地來對行進距離d2進行制表。
圖15示出了具有根據(jù)第二實施例的標(biāo)簽讀取設(shè)備的整個系統(tǒng)。根據(jù)來自個人計算機20的指令，讀取設(shè)備10從粘貼到物品Gi(例如，光盤)的RF標(biāo)簽中讀取信息并將所讀取的信息輸入到個人計算機20。應(yīng)該注意，采用相同的標(biāo)號來表示與圖12所示組件相同的組件。盡管沒有示出細節(jié)，但是移動機構(gòu)22可以是公知的單軸定位機構(gòu)，例如，反射器搭載臺，該反射器搭載臺包括用于沿天線14的方向引導(dǎo)臺體的驅(qū)動軸，和用于旋轉(zhuǎn)該驅(qū)動軸的電機。
圖16是圖15中所示的標(biāo)簽讀取設(shè)備10的框圖。該設(shè)備包括讀取控制單元11和混合電路12。響應(yīng)于來自個人計算機20的控制信號，控制器11a執(zhí)行防沖突控制、標(biāo)簽-ID讀取控制、用于實現(xiàn)協(xié)議的數(shù)據(jù)收發(fā)控制、以及對移動機構(gòu)的移動量的控制。調(diào)制器11b利用發(fā)送數(shù)據(jù)來調(diào)制載波，并對調(diào)制后的載波信號進行頻率轉(zhuǎn)換以將其傳換成高頻信號。放大器11c放大該高頻信號，并將放大后的信號輸入到混合電路12中的定向耦合器12a。定向耦合器12a將所輸入的高頻信號輸入到天線14。移動機構(gòu)22基于來自控制器11a的指令使反射器21移動行進距離d2。
另一方面，從RF標(biāo)簽發(fā)送的高頻信號被天線14接收并通過定向耦合器12a輸入到解調(diào)器11d。解調(diào)器11d對從RF標(biāo)簽讀取的信息進行解調(diào)并將該信息輸入到控制器11a。
在上述說明中物品組沒有用金屬盒包裝。但是，可以按圖7和圖8所示的方式來進行布置，將該物品組裝在金屬盒MTC內(nèi)。
因此，根據(jù)第二實施例，從多個疊置標(biāo)簽的一側(cè)向每個標(biāo)簽提供由一高頻信號產(chǎn)生的功率，在這些標(biāo)簽的另一側(cè)設(shè)置用于對由所述高頻信號產(chǎn)生的電磁波進行反射的反射器，使所述電磁波和反射的電磁波在所述多個疊置標(biāo)簽上發(fā)生干涉，并且根據(jù)從中讀取信息的標(biāo)簽的位置來控制反射器的位置。結(jié)果，可以有效地將功率提供給要從中讀取信息的RF標(biāo)簽，并且可以在RF標(biāo)簽與標(biāo)簽讀取設(shè)備之間可靠地發(fā)送和接收信息。
(D)第三實施例圖17示出了具有根據(jù)第三實施例的標(biāo)簽讀取設(shè)備10的整個系統(tǒng)，圖18是圖17中所示的標(biāo)簽讀取設(shè)備10的框圖。采用相同的標(biāo)號來表示與圖15和16的第二實施例中相同的組件。該實施例的不同之處在于去掉了用于移動反射器21的移動機構(gòu)22，代之以配備了用于改變反射器21的反射率的反射率改變電路31；并且，控制器11a基于要從中讀取信息的RF標(biāo)簽的位置來確定反射率，并將一反射率控制信號RFCT輸入到反射率改變電路31。
響應(yīng)于來自個人計算機20的控制信號，控制器11a執(zhí)行防沖突控制、標(biāo)簽-ID讀取控制、用于實現(xiàn)協(xié)議的數(shù)據(jù)收發(fā)控制、以及對反射率改變電路31的反射率控制。調(diào)制器11b利用發(fā)送數(shù)據(jù)來調(diào)制載波，并將調(diào)制后的載波信號進行頻率轉(zhuǎn)換以將其轉(zhuǎn)換成高頻信號。放大器11c對該高頻信號進行放大，并將放大后的信號輸入到混合電路12中的定向耦合器12a。定向耦合器12a將所輸入的高頻信號輸入到天線14。反射率改變電路31基于來自控制器11a的指令來對反射器21的反射率進行控制。
另一方面，從RF標(biāo)簽發(fā)送的高頻信號被天線14接收并通過定向耦合器12a輸入到解調(diào)器11d。解調(diào)器11d對從RF標(biāo)簽讀取的信息進行解調(diào)并將該信息輸入到控制器11a。
圖19示出了反射器(反射板)21和反射率改變電路31的設(shè)置的示例。反射器21具有板形天線的結(jié)構(gòu)。反射率改變電路31具有開關(guān)SW1、SW2和多個磁阻元件RL1至RLn，該反射率改變電路31基于來自控制器11a的反射率控制信號RFCT進行操作，從而通過開關(guān)SW1、SW2將一指定磁阻元件RLi連接到反射器(反射板)11。
與天線14距離為r處的功率由表達式(1)表示。為了增大處于距離r的位置處的駐波，只要確定θ以使表達式(1)最大即可，并且應(yīng)該根據(jù)表達式(2)來控制反射率。
如果圖19中的反射率改變電路31已經(jīng)連接到反射器21，則阻抗的實部理想上為0，并且反射系數(shù)的大小為1(全反射)。相位θ由以下表達式給出2XX2-1=tanθ---(5)]]>其中X代表標(biāo)準(zhǔn)化磁阻。
因此，只要根據(jù)圖3中r與θ之間的關(guān)系確定滿足表達式(5)的磁阻X(L或C)，并向控制器11a提供L-r對應(yīng)關(guān)系表而非θ-r對應(yīng)關(guān)系表即可。圖20示出了當(dāng)頻率為1GHz時的θ和L、C值。在此R代表特性阻抗。
應(yīng)該注意，還可以通過更精細地改變X值來創(chuàng)建所述表。此外，可以根據(jù)標(biāo)簽的特定標(biāo)簽編號來對磁阻值(磁阻元件)制表。
在上述說明中沒有用金屬盒包裝物品組。不過，可以按照圖7和圖8中所示的方式將物品組裝在金屬盒MTC內(nèi)。
因此，根據(jù)第三實施例，從多個疊置標(biāo)簽的一側(cè)向每個標(biāo)簽提供由高頻信號產(chǎn)生的功率，在這些標(biāo)簽的另一側(cè)設(shè)置了用于對由高頻信號產(chǎn)生的電磁波進行反射的反射器，使電磁波和反射的電磁波在所述多個疊置標(biāo)簽上發(fā)生干涉，并且根據(jù)從中讀取信息的標(biāo)簽的位置來控制反射器的反射率。結(jié)果，可以有效地將功率提供到要從中讀取信息的RF標(biāo)簽，并且可以在RF標(biāo)簽與標(biāo)簽讀取設(shè)備之間可靠地發(fā)送和接收信息。
(E)第四實施例圖21是用于說明本發(fā)明的第四實施例的圖，在該圖中采用相同的標(biāo)號來表示與圖1的第一實施例中相同的部件。該實施例與第一實施例的不同之處在于，去掉了移相器13，代之以配備了插入在混合電路12與天線15之間的長為d3的同軸電纜41(用于調(diào)節(jié)線路長度)。在第一實施例中，移相器13提供輸入到天線14和15的高頻信號之間的相位差。在第四實施例中，將從混合電路(分路點)12到天線14、15的傳輸線的長度設(shè)置為具有不同的長度，由該長度差產(chǎn)生相位差，并通過改變高頻信號的頻率來調(diào)節(jié)和控制該相位差。
當(dāng)讀取控制單元11從粘貼到物品上或嵌入在物品中的RF標(biāo)簽讀取信息時，所述控制單元利用讀取控制數(shù)據(jù)來調(diào)制載波，隨后對該信號進行頻率轉(zhuǎn)換以將其轉(zhuǎn)換成高頻信號，并將該高頻信號輸入到混合電路12。此外，基于要從粘貼有RF標(biāo)簽的物品G1至Gn的RF標(biāo)簽中的哪一個讀取信息，即，基于要從中讀取信息的標(biāo)簽的位置，讀取控制單元11改變高頻信號的頻率。該頻率具有一使得可以向讀取目標(biāo)標(biāo)簽提供大功率的值，如下所述。將天線14和15設(shè)置成從兩側(cè)將一組物品夾在中間，該組物品是通過疊置已經(jīng)粘貼了RF標(biāo)簽的多個物品Gi(i＝1至n)來獲得的。
混合電路12將所輸入的高頻信號分路成兩個高頻信號，將其中一個高頻信號輸入到設(shè)置在所述物品組一側(cè)的天線14，并將另一個高頻信號通過同軸電纜41輸入到天線15，由此提供輸入到天線14和15的高頻信號間的相位差θ。結(jié)果，電磁波從一個天線向另一個天線傳播，并在標(biāo)簽上發(fā)生干涉以在該標(biāo)簽上產(chǎn)生駐波。
假設(shè)d代表天線間距，r代表從天線14到讀取目標(biāo)標(biāo)簽的距離，θ代表輸入到天線14和15的高頻信號之間的相位差。處于距離r的位置處的功率由表達式(1)表示。為了增大處于距離r的位置處的駐波，只要以使相位差θ滿足公式(2)的方式實施控制即可。
假設(shè)同軸電纜41的長度d3如下d3=λminλmax-λminλmax---(6)]]>其中假設(shè)能夠由讀取控制單元11設(shè)定的高頻信號的頻率范圍為fmin至fmax(波長范圍是λmax至λmin)。由于只要確定符合滿足表達式(2)的θ的波長λ(頻率)即可，所以根據(jù)公式(2)和(6)得出λ如下λ=(d-2r)(λmax-λmin)λmax·λmin±n(λmax-λmin)-λmin---(7)]]>其中，n為正整數(shù)。因此，只要根據(jù)公式(7)控制高頻信號的波長λ(或頻率)即可。
圖22是一特性曲線圖(P-r曲線圖)，示出了在當(dāng)保持d3＝75cm并且f＝1GHz下的信號波長為30cm時高頻信號的頻率以0.1Ghz為一級從1GHz改變到1.4GHz的情況下，處于距離r的位置處的功率P。應(yīng)該理解，隨著頻率的降低，功率最大的峰值點向右偏移。也就是，可以理解為僅向相對于高頻信號的指定頻率受限的標(biāo)簽提供功率。相應(yīng)地，計算出對于功率峰值點的頻率f與距離r(cm)之間的對應(yīng)關(guān)系，并將結(jié)果以圖23所示的方式制成表，并且預(yù)先將該表設(shè)置在讀取控制單元11中。讀取控制單元11從該表中查找到與到讀取目標(biāo)標(biāo)簽的距離r對應(yīng)的頻率并執(zhí)行頻率轉(zhuǎn)換。結(jié)果，可以有效地將功率提供給讀取目標(biāo)標(biāo)簽，并且可以將控制數(shù)據(jù)可靠地發(fā)送到讀取目標(biāo)標(biāo)簽。此外，通過天線14、15和混合電路12，將已經(jīng)利用從讀取目標(biāo)標(biāo)簽的存儲器中讀取的信息調(diào)制過的高頻信號輸入到讀取控制單元11。應(yīng)該注意，盡管已經(jīng)通過使頻率以0.1GHz為間隔改變的方式創(chuàng)建了圖23的表，但是也可以通過更精細地改變頻率來創(chuàng)建該表。另外，可以與讀取目標(biāo)標(biāo)簽的特定編號相關(guān)聯(lián)地對頻率進行制表。
圖24示出了具有根據(jù)第四實施例的標(biāo)簽讀取設(shè)備的整個系統(tǒng)。根據(jù)來自個人計算機20的指令，讀取設(shè)備10從粘貼到物品Gi(例如，光盤)的RF標(biāo)簽讀取信息，并將所讀取的信息輸入到個人計算機20。
圖25是圖24中所示的標(biāo)簽讀取設(shè)備10的框圖。該設(shè)備包括讀取控制單元11和混合電路12。響應(yīng)于來自個人計算機20的控制信號，控制器11a執(zhí)行防沖突控制、標(biāo)簽-ID讀取控制、用于實現(xiàn)協(xié)議的收發(fā)控制以及頻率控制等。調(diào)制器11b利用發(fā)送數(shù)據(jù)來調(diào)制載波，并對調(diào)制后的載波信號進行頻率轉(zhuǎn)換以將其轉(zhuǎn)換成高頻信號，該高頻信號的頻率由控制器11a指定。放大器11c對該高頻信號進行放大，并將放大后的信號輸入到混合電路12中的第一定向耦合器12a。第一定向耦合器12a將該高頻信號輸出到天線側(cè)(輸出到第二定向耦合器12b)。第二定向耦合器12b將所輸入的高頻信號分路成兩個高頻信號，并將其中一個高頻信號輸入到天線14，將另一個高頻信號通過同軸電纜41輸入到天線15以產(chǎn)生相位差θ。另一方面，從RF標(biāo)簽發(fā)送的高頻信號被天線14、15接收并被通過定向耦合器12b和12a按所述順序輸入到解調(diào)器11d。解調(diào)器11d對從RF標(biāo)簽讀取的信息進行解調(diào)并將該信息輸入到控制器11a。
在上述說明中沒有用金屬盒包裝所述物品組。不過，可以按圖7和圖8所示的方式將所述物品組裝在金屬盒MTC內(nèi)。
因此，根據(jù)第四實施例，通過由一高頻信號從多個疊置標(biāo)簽的兩側(cè)生成電磁波并使電磁波在這些標(biāo)簽上發(fā)生干涉，來向各標(biāo)簽提供由該高頻信號產(chǎn)生的功率，對該高頻信號進行分路，并使在從分路點到生成對應(yīng)電磁波的多個點的傳播距離之間產(chǎn)生傳播距離差d3。當(dāng)高頻信號的頻率從任何低頻fmin改變到任何高頻fmax時，以下述方式確定差d3使分路后的高頻信號之間的相位差θ旋轉(zhuǎn)過一所需角度，并根據(jù)從中讀取信息的標(biāo)簽的位置來控制高頻信號的頻率。結(jié)果，可以有效地將功率提供給要從中讀取信息的RF標(biāo)簽，并且可以在RF標(biāo)簽和標(biāo)簽讀取設(shè)備之間可靠地發(fā)送和接收信息。
(F)第五實施例圖26是用于說明本發(fā)明第五實施例的圖，在該圖中采用相同的標(biāo)號來表示與圖1的第一實施例中相同的組件。該實施例與圖1的第一實施例的不同之處在于(1)去掉了天線14、15，取而代之的是，與物品Gi(i＝1至n)疊置方向相平行地設(shè)置的長度為d的傳輸線(泄漏同軸電纜)51，從該傳輸線產(chǎn)生電磁波泄漏；以及(2)將之間產(chǎn)生相位差θ的多個高頻信號輸入到泄漏同軸電纜51的相應(yīng)末端，由此使這些信號發(fā)生干涉并產(chǎn)生駐波，并且電磁波從泄漏同軸電纜泄漏且將功率提供給RF標(biāo)簽。
駐波產(chǎn)生的原理與第一實施例的相同，并且公式(1)、(2)仍成立。讀取控制單元11基于要從中讀取信息的標(biāo)簽的位置來確定相位偏移量θ，并以與第一實施例相同的方式將θ輸入到移相器13。
泄漏同軸電纜51是通?？稍谑忻嫔腺I到的電纜。如圖27所示，同軸電纜具有外部導(dǎo)體ETC和內(nèi)部導(dǎo)體INC，對外部導(dǎo)體ETC按指定間隔設(shè)置了切口(slit)SL，高頻信號從內(nèi)部導(dǎo)體INC的兩端輸入并在電纜內(nèi)發(fā)生干涉以產(chǎn)生駐波。一些駐波(電磁波)從切口SL發(fā)出并照射RF標(biāo)簽。圖27示出了電磁波從切口SL發(fā)出并照射已粘貼到疊置物品G1至Gn上的RF標(biāo)簽的方式。
圖28示出了泄漏同軸電纜51的布置的多個示例，其中，(a)示出了電纜51穿過形成在物品Gi內(nèi)的孔的示例，(b)示出了電纜51與物品Gi相平行并且相靠近地設(shè)置在物品Gi外部的示例，以及(c)示出了電纜51穿過容納在金屬盒內(nèi)的物品Gi中形成的孔的示例。
圖29示出了具有根據(jù)第五實施例的標(biāo)簽讀取設(shè)備的整個系統(tǒng)。根據(jù)來自個人計算機20的指令，讀取設(shè)備10從粘貼到物品Gi(例如，光盤)的RF標(biāo)簽讀取信息，并將該讀取信息輸入到個人計算機20。該讀取設(shè)備10具有與第一實施例相似的結(jié)構(gòu)。
·變型例圖30示出了根據(jù)第五實施例的變型例的整個系統(tǒng)。在此采用相同的標(biāo)號來表示與第五實施例中相同的組件。該變型例的不同之處在于使用平行電纜52來代替泄漏同軸電纜51，并將高頻信號從物品的一側(cè)輸入到平行電纜52的兩端。如圖31所示，平行電纜52包括相互平行設(shè)置的平行線52a和同軸電纜52b、以及耦合線圈52c。平行線(同軸電纜的外部導(dǎo)體)52a連接到耦合線圈52c的初級線圈，同軸電纜52b的內(nèi)部導(dǎo)體連接到耦合線圈52c的次級線圈，初級線圈和次級線圈的另一端連接到同軸電纜52b的外部導(dǎo)體，并從平行線52a的外部導(dǎo)體的A端和從同軸電纜52b的內(nèi)部導(dǎo)體的B端施加高頻信號。
圖32示出了平行電纜52的等效電路，用于說明從圖31的平行電纜產(chǎn)生駐波所依據(jù)的原理。電路A由位于圖31的A端輸入處的一高頻信號源、平行線52a和耦合線圈52c的初級線圈構(gòu)成，電路B由位于圖31的B端輸入處的一高頻信號源、同軸電纜52b和耦合線圈52c的次級線圈構(gòu)成。
電路A通過線圈A與B之間的耦合連接到電路B。類似地，電路B由線圈A與B之間的耦合連接到電路A。由于電路A和B通過這種線圈耦合進行互連，所以如由圖32中箭頭所示從振蕩器A和B產(chǎn)生了高頻信號。結(jié)果，發(fā)生了干涉并產(chǎn)生了駐波。
因此，如果平行電纜52的A端子(圖31)連接到讀取設(shè)備10的高頻輸出端子A(見圖30)，并且平行電纜52的B端子連接到讀取設(shè)備10中的移相器的輸出端子B，則該布置將以與第五實施例相同的方式操作。此外，假設(shè)線圈A和B分別根據(jù)平行線的特性阻抗和同軸電纜的特性阻抗來終止平行線A(電路A)和同軸電纜(電路B)。
根據(jù)第五實施例，在多個疊置標(biāo)簽的外圍設(shè)置一傳輸線，沿著該傳輸線存在電磁波的泄漏，將一高頻信號分路成多個高頻信號，將這些高頻信號輸入到傳輸線的兩端中的對應(yīng)端，由此使信號發(fā)生干涉，根據(jù)從中讀出信息的標(biāo)簽的位置來控制分路后的高頻信號之間的相位差，并使電磁波從傳輸線中泄漏以向標(biāo)簽提供由高頻信號產(chǎn)生的功率。結(jié)果，可以有效地將功率提供給要從中讀取信息的RF標(biāo)簽，并且可以在RF標(biāo)簽與標(biāo)簽讀取設(shè)備之間可靠地發(fā)送和接收信息。
(G)第六實施例圖33是用于說明本發(fā)明第六實施例的圖，而圖34示出了根據(jù)該實施例的系統(tǒng)的整個配置。采用相同的標(biāo)號來表示與第五實施例(圖26和29)中相同的組件。該實施例與第五實施例的不同之處在于，去掉了移相器13，代之以將反射率改變電路61連接到泄漏同軸電纜51的另一端，讀取控制單元11基于要從中讀取信息的RF標(biāo)簽的位置獲取反射率，并將反射率控制信號RFCT輸入到反射率改變電路61。圖34中所示的讀取設(shè)備10的結(jié)構(gòu)與圖18中所示的相同。
圖35示出了其中已將反射率改變電路61連接到泄漏同軸電纜51的示例。在此反射率改變電路61包括開關(guān)SW1、SW2和多個不同的磁阻元件RLi。
駐波產(chǎn)生的原理與第五實施例中的相同，并且公式(1)、(2)仍成立。也就是，與天線14相距r處的功率可由表達式(1)來表示。為了增大處于距離r的位置處的駐波，只要確定θ以使表達式(1)最大即可，并且應(yīng)該根據(jù)公式(2)來控制反射率。如果圖35的反射率改變電路61已經(jīng)連接到泄漏同軸電纜51，阻抗的實部為0，而反射系數(shù)的大小為1(全反射)。該相位θ由公式(5)給出。
因此，只要根據(jù)第一實施例的圖3中的r與θ間的關(guān)系確定滿足公式(5)的磁阻X(L或C)并向控制器11a提供X-r對應(yīng)關(guān)系表(而非θ-r對應(yīng)關(guān)系表)即可。應(yīng)該注意，也可以通過更精細地改變X值來創(chuàng)建該表。另外，可以根據(jù)讀取目標(biāo)標(biāo)簽的特定標(biāo)簽編號來對磁阻值(磁阻元件)進行制表。
根據(jù)第六實施例，在多個疊置標(biāo)簽的外圍布置一傳輸線，沿著該傳輸線存在電磁波泄漏，將高頻信號輸入到傳輸線的一端，將用于反射高頻信號的反射電路連接到所述傳輸線的另一端，根據(jù)從中讀取信息的標(biāo)簽的位置來控制反射電路的反射率，高頻信號和反射的高頻信號彼此干涉并使電磁波從傳輸線中泄漏，由此向希望的標(biāo)簽提供由高頻信號產(chǎn)生的功率。結(jié)果，可以將功率有效地提供給要從中讀取信息的RF標(biāo)簽，并可以在RF標(biāo)簽與標(biāo)簽讀取設(shè)備之間可靠地發(fā)送和接收信息。
(H)第七實施例圖36是用于說明本發(fā)明第七實施例的圖，而圖37是示出根據(jù)該實施例的系統(tǒng)的整體配置的圖。采用相同的標(biāo)號來表示與第五實施例中相同的組件。該實施例與第五實施例的不同之處在于，去掉了移相器13，代之以配備了用于調(diào)節(jié)線路長度的長為d3的同軸電纜71，該同軸電纜71位于混合電路12與泄漏同軸電纜51的端點之間。在第五實施例中，移相器13在輸入到泄漏同軸電纜51兩個對應(yīng)端的高頻信號之間提供一相位差。但是，在第七實施例中，將從混合電路(分路點)12到泄漏同軸電纜51的兩端的傳輸線的長度設(shè)置得不等，由該長度差產(chǎn)生相位差，并通過改變高頻信號的頻率來調(diào)節(jié)和控制該相位差?？刂葡辔坏姆椒ㄅc第四實施例的相同。
根據(jù)第七實施例，在多個疊置標(biāo)簽的外圍布置一傳輸線，沿著該傳輸線存在電磁波的泄漏，將一高頻信號分路成多個高頻信號，將這些高頻信號輸入到傳輸線的兩個對應(yīng)端以使信號發(fā)生干涉，并使在從分路點到傳輸線兩端的傳播距離之間產(chǎn)生傳播距離差。當(dāng)高頻信號的頻率從任何低頻改變到任何高頻時，按如下方式確定傳播距離差使分路后的高頻信號之間的相位差θ旋轉(zhuǎn)過一所需角度，根據(jù)從中讀取信息的標(biāo)簽的位置來控制高頻信號的頻率，并使電磁波從傳輸線中泄漏，由此向RF標(biāo)簽提供由高頻信號產(chǎn)生的功率。結(jié)果，可以將功率有效地提供給要從中讀取信息的RF標(biāo)簽，并且可以在RF標(biāo)簽與標(biāo)簽讀取設(shè)備之間可靠地發(fā)送和接收信息。
在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對本發(fā)明實施許多明顯不同的實施例，應(yīng)該理解，本發(fā)明并不限于其具體的實施例，而是由所附權(quán)利要求所限定。
權(quán)利要求
1.一種標(biāo)簽讀取方法，用于向多個疊置標(biāo)簽中的至少一個提供功率并從該標(biāo)簽讀取信息，該標(biāo)簽讀取方法包括以下步驟在所述多個疊置標(biāo)簽的周圍布置一傳輸線，沿著該傳輸線存在電磁波的泄漏；將一高頻信號輸入到所述傳輸線的一端，并將用于反射該高頻信號的反射電路連接到所述傳輸線的另一端；根據(jù)從中讀取信息的標(biāo)簽的位置來控制所述反射電路的反射率；以及使所述高頻信號和反射的高頻信號相互干涉，并使電磁波從所述傳輸線中泄漏，由此向所述標(biāo)簽提供由所述高頻信號產(chǎn)生的功率。
2.一種標(biāo)簽讀取設(shè)備，用于向多個疊置標(biāo)簽中的至少一個提供功率并從該標(biāo)簽中讀取信息，該標(biāo)簽讀取設(shè)備包括一傳輸線，設(shè)置在所述多個疊置標(biāo)簽的周圍，沿著該傳輸線存在電磁波的泄漏；用于產(chǎn)生一高頻信號并將該高頻信號輸入到所述傳輸線的一端的裝置；連接到所述傳輸線另一端的反射電路，用于反射所述高頻信號；以及反射率控制裝置，用于根據(jù)從中讀取信息的標(biāo)簽的位置來控制所述反射電路的反射率；其中使所述高頻信號和反射的高頻信號彼此干涉，并使電磁波從所述傳輸線中泄漏，由此向所述標(biāo)簽提供由所述高頻信號產(chǎn)生的功率。
全文摘要
標(biāo)簽讀取方法和讀取設(shè)備。公開了一種讀取設(shè)備，該讀取設(shè)備用于向多個疊置RF標(biāo)簽中的至少一個提供功率并在向標(biāo)簽提供功率時從中讀取信息。該設(shè)備包括用于產(chǎn)生多個高頻信號的裝置；向其輸入高頻信號的電磁波產(chǎn)生裝置，用于由高頻信號從多個位置，即從所述多個疊置標(biāo)簽的兩側(cè)產(chǎn)生電磁波，并使電磁波在多個標(biāo)簽上彼此干涉；用于根據(jù)從中讀取信息的標(biāo)簽的位置來控制高頻信號之間的相位差的裝置，其中該高頻信號被施加到設(shè)置在所述多個標(biāo)簽兩側(cè)的電磁波產(chǎn)生裝置；以及移相裝置，用于控制至少一個高頻信號的相位以產(chǎn)生相位差。
文檔編號H01Q1/22GK1996340SQ200610169978
公開日2007年7月11日 申請日期2004年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月18日
發(fā)明者青木信久, 馬庭透, 高野健 申請人:富士通株式會社