专利名称：检测射频辨识标签的系统的制作方法
技术领域：
本发明是关于用以检测一射频辨识标签(radio frequency identification，RFID)的一系统。
背景技术：
在传统技术中，射频辨识(RFID)标签用以辨识一人的身分或一个物品。一般而言，当这类标签被激发时，会产生一磁场或一电场，其具有由一识别码(identifying code)所调变的一第一频率。这些标签可为有源式标签(activetags)、无源式标签(passive tags)、或半有源式标签(semi-active tags)，其中有源式标签具有自足式的电源供应(self contained power supply)，无源式标签需要外部的激发以使其可在一阅读机(reader)的检测空间内被读取或处理，而半有源式标签则是结合有源式标签与无源式标签的特征。以大量使用的角度来看，无源式标签似乎比其它两种型式更具经济效益。
图1显示了用以检测一无源式射频辨识标签的系统。此系统包括一天线(antenna)101、一阅读机103及一计算机105。天线101用以传送某一射频的一检测讯号，且当对象107上的标签109在天线101的有效范围内时，接受来自标签109的一反射讯号。反射讯号由阅读机103接收以用来辨识。标签109被辨识之后，阅读机103通知计算机105以进行更进一步的处理。此系统的其中一个问题为其检测可能会被附近其它的电磁源干扰，像是被其它的磁场产生器所干扰。
为了解决这个问题，美国专利第6,094,173号公开了一天线阵列(antennaarray)，用以在一标签通过一检测空间或一入口时，检测标签所产生的一已编码的射频辨识讯号标签讯号。天线阵列包括至少第一天线、第二天线及电路，其中第一天线、第二天线沿着检测空间的周围而分布在不同的位置，而电路具有多个输入端及一个输出端，此多个输入端分别接收来自第一及第二天线的输出讯号，输出端则是连接到一讯号接收器(signal receiver)以对所接受的讯号进行译码。此电路提供一输出讯号，其包括第一及第二天线的个别输出讯号及第一及第二天线的输出讯号的总和。另一个专利，美国专利第6,696,954号也公开了一天线阵列，其包括多个天线回路(antennaloops)，并将之配置以定义一入口、通道，或定义此多个天线回路传送及/或接收电磁波讯号的其它检测区域。与多个天线回路连接的一处理器处理至少接收到的讯号及/或传送的讯号。多个天线可在一悬挂的可弯曲基材配置成一矩形阵列，且可借由一滤波器(filter)或选择性的开关(selectiveswitch)，而与处理器连接。处理器可与一应用系统结合，共同合作来完成理想的功能。
虽然美国专利第6,094,173号及美国专利第6,696,954号公开一天线阵列及一入口装置以改善标签的检测，然而由天线阵列所产生强烈电磁波可能会影响系统附近电子装置的使用，更严重的可能会影响人的健康。
发明内容
本发明提供了一种用以检测在一物体上的一射频辨识标签(radiofrequency identification tag)的一系统。此系统用以供物体通过，含有一通道(tunnel)及一天线阵列(antenna array)。此通道具有一特性截面(characteristiccross-section)的一特性直线尺寸(characteristic linear dimension)。此天线阵列，系沿着特性截面的一周围而排列，用以在物体通过通道时，以一操作频率检测射频辨识标签。特别是，设计此特性直线尺寸以使得操作频率低于通道的截止频率。因此，可减少天线阵列所传送的电磁波在通道附近的漏损。
本发明更提供一种用以检测在一物体上的一射频辨识标签)的一系统。此系统包括一通道及一天线阵列。此通道用以供物体通过，具有一平直部分和至少一弯曲部分。此天线阵列，沿着平直部分的一周围而排列，用以在物体通过通道时，检测射频辨识标签。平直部分包括两个相对的端点。此至少一弯曲部分与两个相对的端点的其中一个相连以避免由天线阵列所产生的电磁波泄漏到平直部分的外部。
图1示出了一现有技术，用以检测一射频辨识标签的一系统；图2根据本发明的第一实施例，示出了用以检测一射频辨识标签的一系统；
图3根据本发明的第二实施例，示出了用以检测一射频辨识标签的一系统；以及图4根据本发明的第三实施例，示出了用以检测一射频辨识标签的一系统。
图5根据本发明的第四实施例，示出了用以检测一射频辨识标签的一系统。
符号说明101 天线103 阅读机105 计算机 107 物体109 标签20 系统201 通道203 天线阵列203a、203b、203c 天线205 特性截面207 物体209 标签211、213 开口215 传送带 217 内表面219 外表面 221 处理器30 系统 301、303 屏障40 系统 401 通道403 天线阵列403a、403b、403c 天线405 平直部分407 第一弯曲部分409 第二弯曲部分411 物体413 标签415 周围417、419 端点 421 传送带423、425 开口 427 内表面429 外表面 431 处理器50 系统 501 通道503 天线阵列505 笔直部分507 第一弯曲部分509 第二弯曲部分511 物体513 标签515 端点517 端点
具体实施例方式
参考图2，系统20适合在超级市场或百货公司中使用，以结算所购之物。系统20包括一通道201及一天线阵列203。通道201适合让一物体207通过，且具有一特性截面205的一特性直线尺寸R。在此实施例中，特性截面205为一圆形区域，特性直线尺寸R为此圆形区域的直径。天线阵列203系沿着特性截面205的一周围而排列，用以在物体207通过通道201时，以一操作频率检测一射频辨识标签209。虽然第一实施例的特性截面205为一圆形区域，但本发明并不限定它的形状。举例来说，其亦可为一矩形。
由天线阵列203所产生的电磁波，从特性截面205到通道201两个开口211及213，呈指数型的衰减。通道201具有一截止频率。根据波导理论，任何频率低于截止频率的电磁波将无法传送出通道201，其中截止频率是由特性直线尺寸R所决定。特别是，特性直线尺寸R反比于截止频率。因此，可设计特性直线尺寸R，使得截止频率比一预定的操作频率还大。另一方面，操作频率可被设定为比预定的截止频率还小。由天线阵列203所产生的电磁波，上述两种方法都可使之不会传送到通道201外部。因此，这样的安排可避免影响到系统20附近的电子仪器的使用，并可避免影响人体的健康。
系统20还包括一传送带215(conveyer)，从开口211运转到开口213，以用来传送物体207并控制物体207的移动。当物体207被传送到靠近天线阵列203时，标签209可被检测到。
通道201包括一内表面217及一外表面219。通道201的内表面217装有一微波吸收器(microwave absorber)以吸收由天线阵列203所产生的电磁波，主要可避免电磁波传送到通道201外部。外表面219被一金属物质所覆盖，而可阻挡一些外部突如其来的电磁波，使这些突如其来的外部电磁波不会干扰标签检测。
天线阵列203包括四个天线，即天线203a、203b、203c及在203b对面的一个(未示于图中)。此四个天线延着特性截面205的周围等距的间隔分布，对应标签209，形成一电磁讯号的一可辨识的图样。然而，本发明并不限定天线阵列的天线数量。系统20还包括连结到天线阵列203的一处理器221，用以分析可辨识的图样，且接着借由了辨识标签209而辨识对象207。
因为系统20有良好的屏障，所以可放大天线阵列203的功率，以清楚的检测标签209而不会伤害附近的人的身体健康。
图3示出了一系统30，与系统20相较，系统30还包括了两个屏障(shields)(301与303)，用以分别选择性地覆盖开口211与213。当屏障301与303关闭时，电磁波可被隔离在通道的内部。屏障301与303可为一具有导电性的门、一隔板或一个幕帘，以可移动的方式依附在通道上。此外，屏障301与303可与对象的入口配合，举例来说，在一超级市场中，用以避免错误的检测某些不应归于顾客的其它对象。
参考图4，一系统40包括一通道401及一天线阵列403。通道401系用以让含有一标签413的一对象411通过，且通道401具有一平直部分405、一第一弯曲部分407及一第二弯曲部分409。在此实施例中，平直部分405的截面为一矩形区域。平直部分405具有两个相对的端点417和419。第一弯曲部分407与端点417相接，第二弯曲部分409与端点419相接。天线阵列403系用以在对象411通过通道401时检测标签413，并延着平直部分405的一周围415排列。第一与第二弯曲部分(407、409)皆对平直部分405朝同一方向转90度而使通道为一U型形状。由天线阵列403所产生的电磁波被第一与第二弯曲部分(407、409)限定在通道401中。
天线阵列403包括四个天线，即天线403a、403b、在403a对面的一个(未示于图中)及在403b对面的一个(未示于图中)。此四个天线延着周围415通道401具有由周围415所决定的一截止频率(cutoff frequency)。特别是，周围415的长度反比于截止频率。因此，可设计周围415使得截止频率比操作频率还大。另一方面，操作频率可被设定为比截止频率还小。上述两种方法都可使由天线阵列403所产生的电磁波不会传送到通道401外部。
系统40还包括一传送带(conveyer)421，从开口423运转到开口425，以用来传送物体411并控制物体411的移动。当物体411被传送到靠近天线阵列403时，标签413可被检测到。
通道401包括一内表面427及一外表面429。通道401的内表面427装有一微波吸收器，以吸收由天线阵列403所产生的电磁波，可避免电磁波传送到通道401外部。外表面429被一金属物质所覆盖，而可阻挡一些外部突如其来的电磁波，使这些突如其来的外部电磁波不会干扰标签检测。
系统40还包括连结到天线阵列403的一处理器431，用以分析可辨识的图样且接着借由辨识了标签413而辨识对象411。
参考图5，一系统50包括一通道501及一天线阵列503。通道501系用以让含有一标签513的一对象511通过，并具有一平直部分505、一第一弯曲部分507及一第二弯曲部分509。平直部分505具有两个相对的端点515和517。第一弯曲部分507与端点515相接，第二弯曲部分509与端点517相接。系统50与系统40的差别在于，第一与第二弯曲部分(507、509)系对平直部分505朝相反方向转90度，而使通道501为一S型形状。同样地，第一与第二弯曲部分(507、509)可避免由天线阵列403所产生的电磁波传送到通道401的外部。
使用前述的系统，若增加天线阵列的功率，也不会伤害人的身体健康，也不会干扰系统附近的电子设备。这类技术的应用可在超级市场、百货公司、零售业、批发业、旅游场所、政府机关、药房及相关场所中使用。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并非用以限定本发明的申请专利范围；凡其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包括在本发明的范围内。
权利要求
1.一种用以检测在一物体上的一射频辨识标签的系统，包括一通道供该物体通过，具有一特性截面的一特性直线尺寸；以及一天线阵列，沿着该特性截面的一周围而排列，用以在该物体通过该通道时，以一操作频率检测该射频辨识标签；其中该操作频率低于由该特性直线尺寸所决定的一截止频率。
2.根据权利要求1所述的系统，还包括一传送器，穿过该通道而运转，用以传送该对象并控制该对象的移动。
3.根据权利要求1所述的系统，其中该通道包括一内表面及一外表面，该内表面装有一微波吸收器，且该外表面由一金属物质所覆盖。
4.根据权利要求1所述的系统，其中该天线阵列包括四个天线，沿着该周围等距的隔开，对应该射频辨识标签，形成一电磁讯号的一可辨识图样。
5.根据权利要求1所述的系统，还包括一处理器，用以分析由该天线阵列所检测到来自该物体的讯号的一电磁图样。
6.根据权利要求1所述的系统，其中该通道具有一开口且该系统包括一屏障，用以选择性地覆盖该开口。
7.根据权利要求1所述的系统，其中该特性截面为一圆形区域。
8.根据权利要求1所述的系统，其中该特性截面为一矩形区域。
9.根据权利要求1所述的系统，其中该通道为一U型或一S型的其中之一。
10.一种用以检测在一物体上的一射频辨识标签的系统，包括一通道供该物体通过，具有一平直部分及至少一个弯曲部分；以及一天线阵列，系沿着该平直部分的一周围而排列，用以在该物体通过该通道时，检测该射频辨识标签；其中该平直部分具有两个对立的端点，且该至少一个弯曲部分与该两个对立的端点中的其中一个相接。
11.根据权利要求10所述的系统，其中该天线阵列包括四个天线，沿着该周围等距的隔开，对应该射频辨识标签，形成一电磁讯号的一可辨识图样。
12.根据权利要求10所述的系统，其中该周围决定该通道的一截止频率，且该天线阵列在一低于该截止频率的一操作频率下操作。
13.根据权利要求10所述的系统，还包括一传送器，穿过该通道而运转，用以传送该对象并控制该对象的移动。
14.根据权利要求10所述的系统，其中该通道包括一内表面及一外表面，该内表面装有一微波吸收器，且该外表面由一金属物质所覆盖。
15.根据权利要求10所述的系统，还包括一处理器，用以分析由该天线阵列所检测到来自该物体的讯号的一电磁图样。
16.根据权利要求10所述的系统，其中该通道具有一开口且该系统包括一屏障，用以选择性地覆盖该开口。
17.根据权利要求10所述的系统，其中该平直部分的一截面为一圆形区域。
18.根据权利要求10所述的系统，其中该平直部分的一截面为一矩形区域。
19.根据权利要求10所述的系统，其中该通道为一U型或一S型的其中的一。
全文摘要
本发明提供一系统，用以检测在一物体上的一射频辨识标签(radio frequency identification tag)。此系统包括一通道(tunnel)，此通道具有一特性截面(characteristic cross－section)的一特性直线尺寸(characteristic linear dimension)，及/或具有一平直部分和至少一弯曲部分。特别是，设计此特性直线尺寸以使得天线的操作频率低于通道的截止频率(cutoff frequency)。因此，可减少天线阵列所传送的电磁波的漏损。此至少一弯曲部分与平直部分的一端点相连以避免电磁波传播到通道外部。
文档编号G06K7/10GK1845123SQ20051006407
公开日2006年10月11日 申请日期2005年4月6日 优先权日2005年4月6日
发明者方建兴 申请人:雷新科技股份有限公司