适用于射频识别(rfid)标签的不连续环形天线以及相关部件、系统和方法【专利说明】适用于射频识别（RFID)标签的不连续环形天线以及相关部件、系统和方法优先权申请[0001]本申请基于35U.S.C.§120要求2013年3月14日提交的标题为"DiscontinuousLoopAntennasSuitableForRadio-FrequencyIdentification(RFID)Tags,AndRelatedComponents,Systems,andMethods(适用于射频识别（RFID)标签的不连续环形天线以及相关部件、系统和方法）"的美国申请No.13/826,407的优先权权益，美国申请No.13/826,519基于35U.S.C.§119要求2012年5月1日提交的标题为"DiscontinuousLoopAntennasSuitableforRadio-FrequencyIdentification(RFID)Tags,andRelatedComponents,Systems,andMethods(适用于射频识别（RFID)标签的不连续环形天线以及相关部件、系统和方法）"的美国临时专利申请No.61/640,800的优先权权益，这些申请通过引用整体结合于此。【
背景技术：
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技术领域：
[0002]本公开的技术涉及可适用于射频（RF)识别（RFID)天线、标签或应答器（包括无源RIFD标签）的天线。【
背景技术：
】[0003]采用射频（RF)识别（RFID)应答器来识别制品是公知的。RFID应答器通常被称为"RFID标签"。例如，图1是包括无源RFID标签12的示例性RFID系统10的示图。无源RFID标签12包括通信地耦合至天线16的集成电路（1C)14。1C14也可耦合至存储器18。标识号或其它特征被存储在1C14或存储在耦合到1C14的存储器18中。无源RIFD标签12通常被包括在主体20或其它外壳中。标识号可被提供给另一个系统，比如RFID读取器22,以提供用于各种目的的标识信息。无源RFID标签12不包括发射器。无源RFID标签12的天线16接收来自RFID读取器22中的发射器26的无线RF信号24,也被称为"询问信号"。无源RFID标签12从无线RF信号24的电磁场中采集能量以向1C14供电用于无源RFID标签12的操作。作为示例，RFID标签12可经由后向散射调制通信对无线RF信号24的接收进行响应，包括提供标识信息。[0004]无源RFID系统的性能依赖于系统中无源RFID标签的性能。为了增强性能，无源RFID标签应该最大化来自询问信号的功率采集用于RFID标签的操作。向无源RFID标签的阈值量的功率转移对于无源RFID标签操作是必要的。转移至无源RFID标签的功率量也影响无源RFID标签的通信范围。最大化功率采集的一种方法为最小化由于RFID标签阻抗失配引起的功率转移损耗。RFID标签天线具有固有阻抗（即，阻性和抗性）特性，从而当其适当地匹配于RFID芯片阻抗（即，负载）时，由天线接收的信号能量可被有效转移至RFID集成电路（1C)芯片（"RFID芯片"）用于操作。阻抗失配将导致信号能量在与失配量相当的程度下被RFID芯片反射（未吸收）。此外，如果无源RFID标签位于其它无源RFID标签的阵列或集群中，则RFID阻抗失配可混合。来自询问信号的能量可在集群中的多个无源RFID标签之间共享，藉此向每一无源RFID标签提供较少的功率转移。RFID芯片阻抗基于通过无源RFID标签天线所接收的信号的频率而变化，使阻抗匹配问题进一步复杂化。[0005]基于辐射耦合模式的RFID标签天线分类，RFID标签天线可为近场耦合或远场耦合。若需要短程RFID标签通信能力（例如，距离RFID读取器小于一个波长），则可采用分类为近场耦合的RFID标签天线。近场耦合包含主要感应地通过非辐射的信号磁场（"H-场"）的耦合功率，且对于功率采集具有强电抗效应。然而，近场效应随距离呈幂次快速降低。因而，近场RFID标签需保持靠近于RFID读取器以从信号能量中采集功率用于有效的RFID标签操作。若需要更长范围的RFID标签通信能力（例如，距离RFID读取器大于两个波长），则可采用分类为远场耦合的RFID标签天线。远场耦合包含主要通过电场（"E-场"）辐射耦合的功率，其比近场耦合随距离降低得慢。因此，对于分类为近场或远场耦合的RFID天线的任一选择，关于是否主要从信号功率的E-场或H-场分量中采集功率存在折衷。【
发明内容】[0006]在详细描述中公开的实施例包括不连续环形天线。也公开了相关部件、标签、系统以及方法。不连续环形天线为包括不连续部分的天线环结构。作为非限制性示例，不连续环形天线可耦合至RFID芯片以提供RFID标签。不连续部分允许不连续环形天线在大于不连续环形天线的一个波长处具有磁场灵敏度。因而，不连续环形天线相对于其它天线具有显著增强的近场灵敏度。增强的近场灵敏度提供近场耦合期间增强的功率采集效率。作为非限制性示例，具有不连续环形天线的RFID标签可从射频（RF)信号中获得比具有调谐至相同或相似的谐振频率的连续环形天线的RFID标签多高达一百（100)倍的功率采集。[0007]就此，设置在天线环结构中的不连续部分将间断电容器引入到天线环结构中。间断电容器的引入降低了天线环结构中的电感。因此，通过增加天线环结构的环面积，天线环结构的电感可因由不连续部分提供的降低的电感而增加。由于此增加的环面积，不连续环形天线在近场耦合期间为增强的功率采集效率提供增强的近场灵敏度。在近场耦合期间为增强的功率采集效率提供增强的近场灵敏度可允许RFID标签在特定环境或介质中不受影响，这在其它情况下是不太可能的。如同利用较小环面积的连续环形天线结构可获得的，同样通过增加不连续环形天线的电感，可保持至RFID芯片的阻抗匹配。[0008]此外，由于电容是通过环形天线结构中的不连续部分提供，因而可调整间断电容以使其降低来调谐不连续环形天线的谐振频率。这可从下述特性中获得，即通过串联且小于RFID芯片的固定电容，间断电容器主导和降低RFID标签的整体电容。因此，具有不连续环形天线的RFID标签可被调谐以匹配不同频带和/或应用于其中需要针对性能进行调谐的制品。[0009]可采用若干方法来增加不连续环形天线的环面积。一个示例性方法包括增加天线环结构的长度和/或宽度。另一示例性方法包括增加在不连续环形天线中形成不连续部分的天线环结构的重叠。可在不连续环形天线设计阶段期间提供这些方法。然而，由于设置在不连续环形天线中的不连续部分，即使在天线制造完成之后，改变不连续环形天线的电感和相应的中心频率也是可行的。不连续环形天线谐振频率可根据应用进行调谐。[0010]就此，在一实施例中，提供不连续环形天线。该不连续环形天线包括环形导体。不连续部分设置在环形导体中，在环形导体中形成间断电容器。在一实施例中，不连续部分由单个间断形成。[0011]在另一实施例中，提供射频识别（RFID)标签。RFID标签包括配置成接收RF功率的RFID集成电路（1C)芯片。RFID标签也包括电耦合至所述RFID1C芯片的不连续环形天线。不连续环形天线配置成从接收的RF信号中收集RF功率，且提供RF功率至RFID1C芯片以向所述RFIDIC芯片供能。不连续环形天线可包括设置在环形导体当前第1页1 2 3 4