[发明专利]用于旋转场的相位耦合器

说明书

相关申请的交叉引用

本PCT申请根据35U.S.C.§363要求2009年4月30日提交的标题为PHASE COUPLER FOR ROTATING FIELDS(用于旋转场的相位耦合器)的专利申请S/N 12/433,375的权益，而申请S/N12/433,375是2008年6月6日提交的标题为DYNAMIC EAS DETECTION SYSTEM AND METHOD(动态EAS检测系统和方法)的申请S/N 12/134,827的部分继续申请并根据35U.S.C.§120要求后者的权益，而S/N 12/134,827根据U.S.C.§119(e)要求2007年6月8日提交的题为DYNAMIC EAS DETECTION(动态EAS检测)的临时申请S/N 60/942,873的权益，上述所有申请的整个公开均通过引用结合于此。

发明的背景

1.技术领域

本发明涉及产生用于定向无关(orientation-independent)标签检测和数字合成技术的动态增强电磁场的动态控制、数字相控的多天线元件，其中动态增强电磁场提高电子商品监视(EAS)系统的信号灵敏度。

2.相关技术的描述

电子商品监视(EAS)系统通常包括(a)标签、(b)询问天线以及(c)询问电子设备，它们每一个都在整个系统性能中具有特定的作用。

EAS环形天线基座通常安装在零售店的出口附近并将基于对固定至商品的谐振标签的检测在从商店未经许可地移出商品时报警。系统包括用于产生电磁场的临近于基座的发射器单元以及用于检测由谐振标签在询问场中的存在而引起的信号的接收器单元。

EAS中的一些期望特征包括：在检测区域中没有盲点或空白区域；在天线附近的询问场足够强以在嘈杂的环境中检测谐振标签的存在，但在远离天线的地方足够弱以符合规定，并且检测性能不受谐振标签的定向的影响。

抑制远场发射的一种方法是将O-环天线在中间机械地扭转180°以形成8-环。然而，由于磁场线平行于标签的平面分布而在图形8的交叉处附近产生检测空白区域。这导致比在磁场线垂直于标签平面分布时获得的最优检测显著降低的检测。

另一种方法，EP0186483(Curtis等人，采用包括第一O-环天线以及与第一O-环天线共面的第二8-环天线的天线系统。在这种配置中，当两个天线被同时驱动且具有相移时产生环形极化的询问场，以便由标签接收到的能量无论定向如何都是相同的。

EP0579332(Rebers)中公开的不同的天线结构包括双环天线线圈，其中一个线圈是串联谐振电路的一部分，而另一个线圈是并联谐振电路的一部分；串联和并联谐振电路互连以形成由单功率源驱动的模拟相移网络。

等效模拟相移网络被包括在涉及用于旋转发射场中的相位不灵敏接收器的EP1041503(Kip)中。

另一种方法，U.S.专利No.6,166,706(Gallagher Ⅲ等人，产生包括在覆盖上部和下部的8-环中的一部分或二者时与电驱动8-环共面的磁耦合中心环的旋转场。通过该天线配置，磁感应在8-环的相位和中心环的相位之间产生90°相位差从而产生旋转场。

在U.S.专利No.6,836,216(Manov等人中，在四个天线线圈中电流流动的方向被分别控制以在询问区中产生在某些优选定向上(垂直、正交或平行于出口通道)极化的合成磁场。

在U.S.专利No.6,081,238(Alicot)中描述了多种天线配置，其中天线相互之间的相位相差90°以改进询问场的分布。

所有的EAS系统都利用谐振效应，例如磁致弹性谐振(如声磁致伸缩或AM)以及电磁谐振(RF线圈标签)。EAS标签对施加的激励表现出二阶响应，且谐振行为通过时域中的脉冲响应和频域中的频率响应进行数学描述。脉冲响应和频率响应来自傅里叶变换对，该傅里叶变换对提供了标签询问的两种可选的方式：脉冲听取询问和扫频询问。

当与工作频率(典型地低于10MHz)下的且位于感应耦合起主导作用的近场区中的询问区域的波长进行比较时，EAS天线电尺寸较小。最普遍使用的是平面环，因为其简单且成本低。标签激励需要磁通量基本上与AM标签的长度相切且与感应线圈标签正交。单天线环元件不可避免地产生相对于标签位置和定向的非均匀的询问区。实际上，至少两个天线元件用于切换场的方向，从而产生更均匀的询问区。

对于定向问题的先前解决方案包括同时调相或顺序地交替多个天线元件。