CN1916927A - 电容耦合rfid编码器 - Google Patents

Abstract

在一个实施例中，提供一种包括由带状线导体的排列形成的一对电容性元件的电容性编码系统。

Description

电容耦合RFID编码器

技术领域

本发明涉及RFID应用，尤其涉及电容耦合的RFID测试系统。

背景技术

射频识别(RFID)系统表示由熟悉的条形码方案启动的自动识别技术中的下一步。然而，条形码系统要求扫描器和被识别的条形码之间的瞄准线(LOS)接触，而RFID技术不要求LOS接触。这是重要的区别，因为条形码系统常常需要人工干预来确保条形码标签和条形码扫描器之间的LOS接触。成鲜明对比的是，RFID系统不必在RFID标签和RFID读取器或询问器之间进行人工对准，从而保持最小劳动成本。另外，条形码标签在运送中可能会被污染，从而使它们不可读。因为用RF传输而非光学传输来读RFID标签，这种污染不会使RFID标签不可读。另外，可以按一次写入或多次写入的方式写RFID标签，然而，条形码标签一旦被打印则不可能进行进一步的修改。RFID系统的这些优点导致这一技术的快速成长，尽管与打印的条形码标签相比，RFID标签的成本较高。

通常，在RFID系统中，RFID标签包括转发器和按照诸如询问或编码信号等信号从RFID询问器的接收与RFID转发器通信的标签天线。该信号使RFID转发器通过标签天线发射由RFID询问器接收到信号，诸如识别或编码验证信号。在无源RFID系统中，RFID标签没有其自己的电源，因此来自RFID询问器的询问信号还向RFID标签提供工作功率。

当前，一种用于对RFID标签编码的常用方法是通过将包括一对电感器或传输线的电感耦合天线放置在RFID转发器附近以通过磁耦合向RFID转发器提供工作功率和编码信号。然而，磁耦合不是没有缺点。磁耦合通常取决于RFID标签的几何形状，例如，标签天线、转发器等的形状，因此为了有效地在收发器和RFID标签之间导向磁场以使其磁场耦合，常常需要用于确定收发器与RFID标签的最优对准的复杂过程。另外，因为放置在RFID转发器附近时相对于该对电感器的不同形状或不同方向，如果将收发器用于编码不同几何形状的RFID标签，则必需重复这种过程。

对磁耦合RFID编码方案的一种有吸引力的替换方案是电容耦合RFID编码器。例如，于2005年3月4日提交的美国序号11/073,042(‘042申请)描述了一种电容耦合RFID编码器。不象常规的近场电容耦合编码器，在‘042申请中描述的编码器不需要对编码的标签进行修改。相反，常规的近场技术通常要求用电容板修改RFID标签天线。然而，‘042申请描述一种当通过RF能量激励诸如偶极子天线之类的常规RFID天线时确定相对较高电流区的电磁建模技术。

‘042申请中公开的编码器通过在编码器中提供匹配的电容性元件来运用这些相对较高电流区。这些电容性元件被选择成邻近高电流区。因此，当通过RF编码信号激励这些电容器元件时，相邻的RFID标签天线将响应这种电容性激励。

尽管有‘042申请中公开的优点，但在本领域中仍存在未满足的需求。例如，电容性编码器的用户常期望知道被电容性编码的RFID标签是否有效。因此，在本领域中需要经改进的电容耦合RFID转发器测试系统。

发明内容

根据本发明的一个方面，一种带状线电容性RFID标签编码器包括：基片；该基片表面上的第一多个串联的带状线导体，该第一多个串联的带状线导体排列在该表面的第一区中；该基片表面上的第二多个串联的带状线导体，该第二多个串联的带状线导体排列在该表面的第二区中；该编码器被配置成用RF信号驱动第一多个串联的带状线导体并用该RF信号的相移形式驱动第二多个串联的带状线导体。

根据本发明的另一方面，一种电容性RFID标签编码器包括：基片；以及该基片上的多个电容性元件，每一电容性元件包括多个串联的带状线导体，该编码器被配置成用RF信号驱动电容性元件中选择的第一个电容性元件，并用该RF信号的相移形式驱动电容性元件中选择的第二个电容性元件。

附图说明

图1示出根据本发明的一个实施例的示例系统，该系统包括成像器和用于与RFID标签通信的电容性编码器。

图2A-B示出根据本发明的实施例的对RFID标签进行编码的图1的电容性编码器。

图3是其中用编码信号A和无效信号B激励天线的用于RFID标签天线的简化的电磁模型的示意图。

图4A是图2A和2B的电容性编码器的立体图。

图4B是图4A的电容性编码器的一部分的横截面图。

图5是图4A-4B的电容性编码器支持的驱动网络的示意图。

图6是根据本发明的一个实施例的RFID标签成像器的示意图。

图7是示出根据本发明的一个实施例的成像RFID标签的方法的流程图。

图8a是根据本发明的一个实施例的带状线电容性RFID编码器的平面图。

图8b是图8a的编码器的横截面图。

图9是根据本发明的一个实施例的包括可变移相器的带状线电容性RFID编码器的框图。

图10是根据本发明的一个实施例的VSWR与频率的关系的曲线图。

具体实施方式

参见图1，所示的示例性系统1包括RFID标签成像器50和电容性编码器11。如本领域中所知的，通常在卷3上提供诸如RFID标签2之类的RFID标签。卷3包括诸如纸或塑料之类的衬垫，衬垫上用带或类似的装置临时固定RFID标签。系统1可以与条形码打印机(未示出)集成从而处理例如货物，系统1对来自卷的RFID标签2进行编码，将RFID标签2粘附于包装上，还为该包装打印相应的条形码标签。当处理其它包装或货物时，在方向80上将其它RFID标签(未示出)从卷馈送至系统1。

RFID标签2包括转发器12和标签天线14，例如接线天线或偶极子天线。在图1所示的示例性实施例中，标签天线14是具有天线翼14a和14b的偶极子天线。如将在这里参照图2A和图2B进一步描述的，电容性编码器11包括多个元件，例如可以被选择性地激励以对RFID标签2进行编码的导电板70。在图2A中，RFID标签2(以虚线示出)已被移近电容性编码器11，从而如果在RFID标签2的工作带宽中用信号激励元件70a和70b，则可以对RFID标签2进行编码(或另选地，读取该RFID标签)。然而，选择阵列中哪些元件70应对RFID标签2进行编码取决于标签天线14的拓朴。有利的是，系统1无需预先了解该天线拓朴。在该方面，系统1的操作员无需关心响应于被编码的特定RFID标签来配置系统1。

为了确定应选择哪些板70用于激励，系统1可以首先用RFID标签成像器50对标签天线15成像。例如，RFID标签成像器50可以在如图1所示的宽度d₂的连续部分60中对标签天线14成像。在这一点上，能以恒定或变化的速率将其上安装了RFID标签2的卷3拉过系统1。当RFID标签2经过成像器子系统50时，图2A中所示的微处理器29捕捉并处理来自被成像的连续部分的数据。微处理器29处理所得的数据以形成标签天线14的完整图像。基于此图像，微处理器29然后可以响应于激励运行诸如磁矩算法的有限元分析/方法之类的电磁建模算法来确定天线14中的最大表面电流区。例如，对于偶极子天线翼14a和14b，最大电流激励区会类似地位于每一半偶极子中。电容性编码器11然后可以激励对应于每一最大电流激励区的至少一个电容性元件70。例如，对于半个偶极子14b，可以认为电容性元件70b与最大电流激励区离得最近。类似地，在半个偶极子14a中，可以认为电容性元件70a与最大电流激励区离得最近。何时激励元件70a和70b的确定将取决于RFID标签2相对于系统1前进的速度以及成像器子系统50和电容性编码器11之间的距离d₃。将理解，为每一半偶极子选择单个元件只是出于说明的目的——取决于天线拓朴，每一最大电流激励区可能需要一个以上元件70。

考虑系统1的优点：无论标签天线1的定向和拓朴如何，系统1都可以对标签天线14成像，在成像的基础上对其电磁特性进行建模以确定最大电流激励区，并相应地选择元件70以正确地对RFID标签2编码。因此，如果RFID标签2不同地定向，例如，如图2B所示在卷3上被旋转近90度，则电容性编码器11仍可进行元件70的子集的正确选择以对RFID标签2进行编码。因此，基于来自RFID标签成像器50的数据，处理器29将选择参照图2A所讨论的元件70a和70b。然而，如图2B所示，元件70a和70b的位置已与标签天线14的新定向相对应地改变。与使用磁耦合的RFID编码器相比，系统1中的功率消耗显著减少，因为通过元件70的欧姆损耗与在用于建立磁耦合的传输线中发生的欧姆损耗相比可以忽略不计。

在另一示例性实施例中，RFID标签成像器50可包括光学子系统(未示出)，该子系统包括诸如灯之类的光源，以用可见光谱中的照明辐射，例如可见光来照明RFID标签；以及光学透镜，用于接收从RFID标签2反射的可见光。

因为由处理器29执行的电磁建模，除了编码或询问以外，电容性编码器11还可以对RFID标签2执行其它操作。例如，在对标签天线14中被激励的电流建模的基础上，处理器29可以确定来自由被驱动至元件70a和70b的编码或询问信号激励的标签天线14的辐射场。因为如前所述可以将RFID标签粘附于卷3，因此来自一个RFID标签的辐射可影响相邻的RFID标签。随着RFID标签的灵敏度提高，相邻标签中接收到的辐射可以使得这些标签也通过电容性编码器11编码。为了防止相邻RFID标签的这种杂散辐射和不合需要的编码，处理器29可选择要用将无效来自编码的RFID标签2的任何辐射的信号来激励的元件70的子集92。例如，对于半个偶极子14a，可以选择用无效信号驱动仅由一个元件组成的子集92a。另选地，取决于所期望的无效效果，可以选择子集92g或92h。类似地，对于半个偶极子14b，子集92b、92e和92f表示用于无效信号激励的示例性元件选择。

在其中电容性编码器11不仅编码或询问，还无效来自被激励的RFID标签2的电磁辐射的实施例中，总共四个信号应可用于驱动任何给定的元件70。例如，假设选择元件70被选中用于信号编码。取决于所选择的元件70对应于哪一半偶极子，可以用信号驱动该元件以对RFID标签2进行电容性编码。例如，对于图2B，可以用此信号驱动元件70a，然而，可用相移180度的同一信号驱动元件70b。这两个信号可表示成A和A^*。

通常，信号A和A^*只需相差可感知的某一相位。例如，可以容易地看出，如果信号A和A^*完全同相，则将不发生RFID标签2的激励。随着A^*相对于A移相，可以发生越来越大的激励量。例如，如果A^*相对于A移相135度，激励功率将是可达到的最大功率(对应于180度的相移)的约70％。

无论信号A和A^*之间的相位关系如何，处理器29都可以计算将与信号A具有某一相位和功率关系的无效信号。此无效信号可被表示为信号B。例如，假设RFID标签天线14的成像和电磁建模之后，处理器29简化图3所示的所得的电磁模型。在此模型中，标签天线14的电特性由有损传输线部分T4、T5和T6表示。这些线路会具有一些取决于标签天线14的电特性的特性阻抗。对T4的输入将是来自转发器12的激励点(图1)。T6的输出表示半个标签天线14a的“端部”的场。T6的端部的实际位置取决于卷3上的RFID标签定向。例如，如图2A所示，可以按并排的方式定向RFID标签，然而，如图2B所示，可以按端对端的方式定向RFID标签。将理解，相邻RFID标签之间的场是主要关注的场。因此，T6的端部表示此场的位置。

无论RFID标签2的定向是并排还是端对端，或其它某个排列，图3所示的电动模型都可以用于表示相邻RFID标签之间的辐射。在此模型中，还对电容性元件70建模。元件70a由电阻器R6和电容器C3表示。类似地，元件92a由电阻器R5和电容器C2表示。基于此电磁模型，可以导出无效信号B和编码信号A之间的关系，使得在传输线T6的端部的区域45中不激励任何场。可以执行类似的计算来导出用于编码信号A^*的无效信号B^*。现在将讨论支持至每一电容性元件的信号A、A^*、B和B^*的馈送和选择的总线结构。

现参见图4A和图4B，示出了支持对特定电容性元件的信号A到B^*的选择的电容性编码器11的一个实施例。在介电层71上形成每一电感性/电容性元件70。为了将元件70与驱动网络屏蔽(参照图5进一步说明)，介电层71与接地屏蔽72重叠。接地屏蔽72与支持驱动网络的馈送平面78分离。例如，可以用平面型波导形成网络。为了清楚地说明起见，仅示出一个波导76。在诸如图4A所示的板70的行/列排列中，每一行和/或列可以与相应的行或列波导76相关联。在一个实施例中，行和列波导可以相交从而位于同一平面上。为了携带四个信号A到B^*，一个分离的馈送平面将携带另一行和列波导构造。另选地，可以将不同的馈送平面层78用于每个信号。相邻波导之间的耦合可以通过将接地屏蔽的合并到由介电层75和73支撑的馈送平面78中来最小化。为了将波导76中的信号耦合至板70，可以在居间层中形成通孔馈送接触件77(以虚线示出)。

现参见图5，示出驱动网络的其它方面。如前所述，可以用四个可用信号之一驱动每个电容性元件70。为了生成这些信号，电容性编码器11可包括可编程移相器子系统60，例如，包括分别与可编程衰减器61a、62a和63a耦合并适用于接收操作信号65的5位移相器61、62和63的系统。操作信号65可以在衰减器65a被可编程地衰减以形成如上所述的驱动信号A。为了生成相对于信号A相差期望的相位量的驱动信号A^*，操作信号65可以通过移相器63移相并通过衰减器63a可编程地衰减。类似地，操作信号65可以在移相器62和61中被可编程地移相，然后在衰减器62a和61a是被可编程地衰减以形成无效信号B和B^*。信号A、A^*、B和B^*可以通过诸如波导76之类的导体耦合至所选择的元件的通孔馈送接触件77。例如，为了选择元件70，可以将诸如二极管74之类的相应开关驱动至导电状态。与信号B和B^*的生成相反，不一定需要衰减信号A和A^*。然而，包括衰减器63a和65a使用户能调节提供给信号A和A^*的功率量，从而只将足够量的功率用于编码RFID标签2。

如图5所示，操作信号65通过移相器62移相并通过衰减器62a衰减成如上所述与A具有一相位和振幅关系的信号B。另外，操作信号65还被输入到移相器61和63，用于移相预定的相角并分别由衰减器63a和61a衰减成信号B^*和A^*。在另一示例性实施例中，可编程网格天线子系统可用于接收输入的相位，例如由用户输入的预定相位。

如前所述，无效信号B和B^*与相应的编码信号A和A^*的相位和振幅关系取决于电磁模型，而该电磁模型又取决于由RFID标签成像器50提供的成像。可以用光学或电感性传感器来构造RFID标签成像器50。图6中示出RFID标签成像器50的电感性实施例。如图6所示，电感器阵列子系统51包括128个电感器的示例性阵列，例如以线性形式并置的电感器1000-1128。在这一点上，每一电感器对应于参照图1所述的被成像的部分60的一个像素。因此，将理解，电感器128的尺寸决定了像素大小，从而决定了所得的图像的分辨率。而所需的分辨率又取决于导体宽度和标签天线14的布局复杂度。在一个实施例中，像素大小约为0.3mm。电感器1000-1128中每一个可用于生成相应的感应场，诸如分别对应于电感器1000-1128的感应场1000a-1128a。为了清楚地说明起见，图6中仅示出电感器1000-1128及其相应的感应场1000a-1128a的一个子集。如图6所示，RFID标签2(以虚线示出)被放置在RFID标签成像器50附近，例如在RFID标签成像器50下方。RFID标签2中的每一金属部分的存在则由每一电感器通过受影响的电感器(诸如其感应场1000a受到天线翼14b的金属部分的影响的电感器1000)的频率模式中的变化来“感知”。然后，从受影响的电感器通过分别与电感器1000-1128相对应的传输线1000b-1128b之一(诸如通过对应于电感器1000的传输线1000b)传送表示诸如电感器1000等受影响的电感器的频率模式的变化的信号。

在本发明的一个示例性实施例中，为了减少相邻电感器的感应场的有害重叠，诸如相邻电感器1031和1032的感应场1031a和1032a的重叠，使电感器1000-1128在以预定开/关模式工作从而相邻电感器不同时工作。在图6的示例性实施例中，使电感器1000-1128中的每第32个电感器在给定时间工作，例如首先使电感器1000、1032、1064和1096工作，然后在移至一组不同的电感器(诸如移至电感器1031、1063、1095和1128)之前断电，并重复该过程直至使所有电感器1000-1128在上述模式中一点处工作。通过将此模式快速连续应用于电感器1000-1128中的每个电感器组，在使相邻电感器的感应场的有害重叠的风险最小化的同时获得受影响的电感器的虚拟线路扫描。

如图6中所示，在上述模式的示例性实现中，一组锁存器300-307被用于控制对电感器1000-1128的工作功率施加。在图6中所示的示例性实施例中，锁存器300-307为16位锁存器，每个锁存器控制一个16个电感器的子集。一组适用于接收传输线1000b-1128b中的16根的子集的多路复用器300a-307a也用于减少电感器阵列子系统11中现有的传输线的总数，因为在任何给定时间，只使电感器1000-1128的一个子集工作，从而只使用传输线1000b-1128b中的一个相应子集。图6中还示出每一锁存器300-307通过控制线300b-307b中相应的一根与多路复用器300a-307a中相应的一个成对，从而例如当控制线300b指令锁存器300向电感器1000提供工作功率时，控制线300b还指令多路复用器300a选择传输线1000b以输出从电感器1000接收到的信号。

可以参照图7的流程图更好地理解RFID标签成像器50的工作。如图7所示，该过程始于框210，其中电感器阵列子系统51被放置在RFID标签附近，诸如在RFID标签2上方一定距离处。接着，在框212中，感测受RFID标签2中的金属影响的感应场。接着，在框214中，微处理器29基于从成像器11接收到的数据(诸如包括表示受影响的电感器1000-1128的频率模式中的变化的信号的多路复用器300a-307a的相应输出300c-307c)确定转发器12的位置和标签天线14相对于转发器12的定向15。在本发明的示例性实施例中，基于一组预定轴，诸如相对于笛卡尔坐标系统中x轴和y轴的预定装配线表示，确定标签天线14相对于转发器12的定向。接着，在框216中，基于如先前在框214中确定的转发器12的位置和标签天线14相对于转发器12的定向确定标签天线14的形状。

然后，流程前进到框218，其中基于在框216中确定的RFID标签2的形状，用电磁建模确定诸如与图2A和2B中的板70a和70b相对应的电流最大值的位置。另外，无效信号B和B^*的相位和振幅关系也被确定，以及在框218中确定应施加无效信号的相应位置92。将理解，处理器29可存储预计的RFID标签的电磁模型。基于由RFID标签成像器50提供的成像数据，处理器29然后只需调回识别的RFID标签2的电磁数据以执行框218中所述的操作。然后，流程前进到框220，整个过程结束。

将理解，系统1还可用接线天线而非偶极子天线来对RFID标签成像和编码。另外，如果用户确切知道RFID标签天线的类型及其在卷上的定向，则不需要上述导电元件的可选择系统。例如，参见图2a，电容性编码器只需包括用于RFID天线14的特定定向的元件70a和70b。如果如参照图2a所述地使用可选择的多个导电元件，则这些元件不需要以规则的方式排列，而是也可以不规则地排列—例如，可以在预期对应于相应RFID标签天线上的可能的电流最大值的区域中提供更多元件。

如果用户确信同一类型的RFID标签将被周期性地编码，则不需要参照图1所述的RFID标签成像器50。相反，被编码的RFID天线的定向和拓朴将是已知的，从而RFID标签成像器50将是冗余的。因为定向和拓朴已知，这里所述的电磁建模可以脱机进行以确定相对较高电流密度的相应区域。然后，相应的导电元件将可以被定位编码器中以邻近这些相对较高电流密度区。另选地，可以忽视电磁建模，从而假定高电流密度区简单地对应于为每一半偶极子或翼对称放置的位置。例如，对于图2a中所示的偶极子天线14，电容性编码器11只需包括电容性元件70a和70b。对于编码，剩余的元件将是多余的，因为RFID天线14的定向和拓朴不会在已知RFID标签的卷3上改变。

现在参见图8a，为电容性编码器11a示出电容性元件70a和70b的尤其有利的实施例。如刚刚讨论的，为电容性编码器11a假定将被近场编码的RFID标签的定向和类型已知，从而只有元件70a和70b是必需的。每个电容性元件70a和70b包括曲折的带状线。例如，电容性元件70a包括对置的带状线部分800和805。因为此带状线部分以相反的方向延伸，它们激励的磁场被抵消，从而部分800和805表现为电阻性和电容性负载。为了激励带状线部分800和805，RF信号被耦合至馈送带状线810。连接器带状线820将馈送带状线810上的RF激励耦合至带状线部分800和805。电容性元件70b中将馈送带状线810上的RF激励耦合至带状线部分800和805的连接器带状线830相对于连接器带状线820延伸，从而在对元件70a和70b的激励之间引起期望的相移。

每个带状线电容性元件70a和70b由间隙835与相应的接地板840a和840b隔开。接地板840a和840b是可任选的，因为它们只用于向馈送带状线810提供更好的屏蔽。如图8b的横截面图所示，带状线电容性元件800和805以及接地板840a和840b由介电基片850与接地板860隔开。回到图8a，介电基片850的厚度决定对置的带状线部分800和850之间的期望的最小间隔。例如，假设每个带状线部分800和805的宽度使得每部分具有100Ω的特性阻抗。随着对置的带状线部分800和805之间的间隔减小，此特性阻抗将明显受到影响，很清楚，当间隔变为0时，该特性阻抗将为电容性板的阻抗，因为该带状线部分将合并到固定板中。因此，通过将对置带状线部分之间的最小间隔保持在至少介电基片850的厚度，将特性阻抗维持在期望的水平。如图所示，对置的带状线部分800和805并联排列，从而通过这些部分的电流在方向上改变180度。例如，如果假定这些部分平行于Z方向，则电流从+z方向变到-z方向，反之亦然。以此方式，由具有+z方向的电流的部分激励的磁场基本上被以-z方向流过相邻部分的电流抵消。将理解，还可以用带状线部分的替换排列取得这些优点。例如，可以将z字形或不规则碎片形模式用于构造带状线电容性元件。

注意用对置的带状线部分800和805来形成带状线电容性元件70a和70b的优点。例如，考虑如果用覆盖相同高度H和宽度W的相应的固定导电板(例如为元件70a所示)代替带状线部分800和805的情况。因为导电板将具有比带状线连接器820和830低得多的电阻，将存在会减少能被耦合到导电板中的功率量的显著阻抗失配。如果如参照图4a和4b所述地使用通孔馈送，则将发生此同一失配。因此，包括由对置的带状线部分组成的电容性元件70的电容性编码器将需要比使用板的等效编码器低的功率。另外，因为电容性板系统中的低功率传输(源自阻抗失配)，这些系统的电介质厚度必须足够大以实现相同的编码功率。相反，介电基片850可以相对较薄，例如32毫英寸的厚度，这降低了制造成本。另外，带状线的使用导致自然阻抗匹配—例如，馈送带状线810可具有一宽度来产生期望的特性阻抗，例如50Ω。连接器带状线部分830和820则可以具有用于馈送带状线810的一半的宽度以提供100Ω的特性阻抗。因为连接器带状线部分830和820相对于地面平行，它们相对于馈送带状线810的有效阻抗仍为50Ω，从而提供匹配的馈送。而对置的带状线部分800和805又可简单地具有与连接器带状线部分830和820相同的宽度(从而具有相同的特性阻抗)。这些优点可以在诸如为图1的电容性编码器11描述的元件之类的元件70的阵列中提供。如图4a和4b所示，带状线部分800和805因此可以是使接地板840a和840b多余的通孔馈送，因为将不存在要屏蔽的带状线。有利的是，由于通过使用带状线电容性元件70a和70b提供的增强的近场耦合，无论RFID标签类型如何，对使用阵列(与仅两个元件相比)的需求减少。换言之，两个带状线电容性元件的适当组合将对许多类型的RFID标签编码，从而消除对这些元件的阵列的需求。

带状线连接器部分830的固定长度引入元件70b的RF激励与元件70a的RF激励相比的固定相移。当RF激励频率变化时，此固定相移将变化。由于在诸如对图8a和8b讨论的曲折带状线实施例中可取得的优良的匹配，馈送带状线810上的电压驻波比(VSWR)(或与馈送带状线810耦合的RF馈线)将接近一致。特别地，在被近场(电容性)编码的相应RFID标签的谐振频率处VSWR将最接近一致。由于这一优良的VSWR性能，可以将作为频率的函数的VSWR特性用于分类给定RFID标签的性能。然而，给定频率处的VSWR将还取决于带状线电容性元件70a和70b之间的相对相移。因此，由带状线连接器830提供的固定相移可以对于给定频率是次优的。

为了对给定频率确定最佳相移(对于VSWR)，可以将可变移相器900用于确定图9所示的带状线电容性元件70b的相移。因此，频率可以在期望的频率范围上递增变化，从而可以在相对于在RF馈线905上测得的VSWR的每个频率递增处确定移相器900的最佳相移。以此方式，对于被编码的给定RFID标签类型，可以确定作为频率的函数的合适相移。

在确定作为频率函数的合适相移后，作为示例性RFID标签的频率函数的VSWR特性可以如图10所示地测量。当RF激励的频率改变时，可变移相器900引入合适的相移。另选地，如果次优VSWR行为是可接受的，则如参照图8a所述可使用固定相移。如图10所示，VSWR降至对应于频率f_min的最小值，f_min还可以表示成f_resonant，因为它对应于被编码的RFID标签的谐振频率。

VSWR特性可用于分类RFID标签。例如，对于给定的RFID标签类型，可以如图10所示地确定VSWR特性的上界和下界。如果特定RFID标签的VSWR性能在这些界线以内，则它被分类为可接受。另选地，如果特定RFID标签的VSWR性能只在上界以内，则被认为可接受。刚刚描述的VSWR测试确定RFID标签是否已被适当地制造。用户可以想确定特定RFID标签类型是否适合期望的应用，而不是知道特定RFID标签对于其分类是否正常。例如，用户可以具有被设计成以某一频率工作的RFID询问器。可以分析VSWR性能以确定f_min是否合适地接近此询问频率。

刚刚描述的VSWR分析可以手动执行或可以用处理器或逻辑引擎自动执行。虽然带状线设计的优越的匹配性能增强了对标签分类的这一VSWR分析，但将理解，此分析可用其它电容性元件拓朴来实现。

曲折的带状线实施例不仅增强了带状线设计，还增强了非谐振激励。例如，900MHz RFID标签的天线将被设计成具有约900MHz的谐振频率。如果询问器用具有2.5GHz频率的远场RF信号激励这一标签，则标签仅仅是不作出响应。然而，因为电容性编码器激励近场中的RFID标签，被驱动至例如馈送带状线810或RF馈线905的RF信号不需要处于被近场编码的相应RFID标签的谐振频率处。相反，用于电容性激励RFID标签的RF信号可具有离标签的谐振频率相对较远的频率。例如，900MHz标签可用例如60MHz RF信号来近场编码。通过使用这些非谐振激励频率，来自近场激励的标签的RF辐射的可能性大大减小。以此方式，电容性编码器不必无效上述来自近场激励的标签的RF辐射。

本发明的上述实施例仅仅旨在示例性而非限定。因此，对本领域的技术人员显而易见的是，可以在本发明的较宽方面在不背离本发明的前提下进行各种变化和修改。因此，所附权利要求书包括落在本发明的真正精神和范围内的所有这些变化和修改。

Claims (11)

1.一种电容性RFID标签编码器，包括：

基片；

所述基片的第一表面上的接地平面；

所述基片的第二表面上的第一多个串联的带状线导体，所述第一多个串联的带状线导体被排列在所述第二表面的第一区中；

所述基片的第二表面上的第二多个串联的带状线导体，所述第二多个串联的带状线导体被排列在所述第二表面的第二区中，所述编码器被配置成用RF信号驱动所述第一多个串联的带状线导体，并用所述RF信号的相移形式驱动所述第二多个串联的带状线导体。

2.如权利要求1所述的电容性编码器，其特征在于，所述第一和第二多个带状线导体中的每一个与其余的带状线导体平行排列。

3.如权利要求1所述的电容性编码器，其特征在于，所述第一和第二多个带状线导体中的每一个以不规则碎片形模式排列。

4.如权利要求1所述的电容性编码器，其特征在于，还包括：

用于接收所述RF信号的所述第二表面上带状线馈线；

将所述带状线馈线连接至所述第一多个带状线导体，从而用所述RF信号驱动所述第一多个带状线导体的第一连接器带状线；以及

将所述带状线馈线连接至所述第二多个带状线导体的第二连接器带状线，其中所述第二连接器带状线具有与所述第一连接器带状线不同的长度，从而用所述RF信号的相移形式驱动所述第二多个带状线导体。

5.如权利要求4所述的电容性编码器，其特征在于，还包括用于提供所述RF信号的相移形式的可变移相器。

6.如权利要求1所述的电容性编码器，其特征在于，所述第一多个带状线导体中的每一个之间的间隔至少与所述基片的厚度一样大，且其中所述第二多个带状线导体中的每一个之间的间隔至少与所述基片的厚度一样大。

7.如权利要求1所述的电容性编码器，其特征在于，所述第一和第二多个带状线导体的特性阻抗至少是50Ω。

8.一种电容性RFID标签编码器，包括：

基片；以及

所述基片上的多个电容性元件，每一电容性元件包括多个串联的带状线导体，所述编码器被配置成用RF信号驱动所述电容性元件中选择的第一个电容性元件，并用所述RF信号的相移形式驱动所述电容性元件中选择的第二个电容性元件。

9.如权利要求8所述的电容性RFID标签编码器，其特征在于，还包括：

被配置成基于RFID标签的定向选择所述电容性元件中所述选择的第一和第二个电容性元件。

10.如权利要求9所述的电容性RFID标签编码器，其特征在于，还包括：

可用于向所述处理器提供RFID标签的定向的RFID标签成像器。

11.如权利要求9所述的电容性RFID标签编码器，其特征在于，所述带状线导体中的每一个与其余带状线导体平行排列。

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