[发明专利]多环路天线

说明书

本发明涉及射频天线，更具体地说，涉及产生在离天线的一个波长或多个波长的距离处一般抵消的场的环路天线。

在某些已知类型的电子系统中，已知提供一个或多个环路天线，其中在一根天线与其附近环境的耦合较高，但其中天线的结构是这样的，从而使在天线与其远处环境(即离天线约一个波长或多个波长)之间的耦合最小。这种天线一般用于近场通信或检测用途，其中术语“近场”是指在离天线半个波长的范围内。这种用途的例子包括与置入的医疗器械的通信、用于计算机的短距离无线局部区域通信网络及包括电子物品监视(EAS)系统的射频标识系统。一般，至这些环路天线的耦合主要经磁感应。

例如，射频EAS系统通常包括共同建立一个监视区域的一根发射天线和一根接收天线、及附着到受保护物品上的标签。发射天线产生一个在一个第二预定频率范围内的可变频率电磁场。标签每个包括一个具有一般等于第一频率的预定谐振频率的谐振电路。当标签之一存在于监视区域中时，由发射天线产生的场在标签中的谐振电路中感应出一个电压，该电压使谐振电路产生一个电磁场，引起在监视区域内场的干扰。接收天线检测电磁场干扰，并且产生一个指示在监视区域中标签存在的信号(并因而，指示附着到标签上的受保护物品的存在)。

这些天线的结构应该满足两个目的：(1)使对于标签的耦合跨越在发射与接收天线之间的距离尽可能的宽；(2)使对于远场的耦合的最小。这些目的是矛盾的。先有技术天线，如由Lichtblau在美国专利No.4,243,980、4,269,990及4,866,455中描述的那些-这里通过参考包括，一般包括两个或多个共面环路，从而结合每个环路的大小，在环路内的电流数值和电流方向产生当在远离天线的一个点处测量时一般抵消的场。换句话说，从环路每一个创建的场当求和时净得到一个近似为零的场。当仅使用一个环路时这种远场抵消是不可能的。在8字形环路天线中，环路一般是矩形的，以一种共面配置布置，并且在位置上偏移，从而每个环路的至少一侧近似到另一个环路的一侧。换句话说，共用侧彼此紧相邻。

本发明提供一种具有大大减小的远场耦合性能和在一根发射天线与一根接收天线之间的宽区域中增大耦合的天线。一般地，该天线(或者发射或者接收)包括一般情况下等同尺寸和形状的第一和第二环路，其中环路布置在一根中央轴的相对侧上的一个固定位置中，该轴在环路之间延伸。而且，环路定位在分离的、隔开的、平行的平面中。环路彼此连接，并且由一个交叉导体连接到一个发射电路或一个接收电路上。最好，交叉导体从第一环路到(发射或接收)电路的长度等于交叉导体从第二环路到该电路的长度。在环路中的电流在相反方向上流动，并由此产生基本抵消的场。本发明提供一种对于靠近天线的一个区域内的外部发射信号高度敏感而对于远距离发射信号高度不敏感的天线。

简短地说，本发明包括一种多环路天线，该天线包括：

一个第一环路元件；

一个第二环路元件，其中第一和第二环路元件具有基本相等的尺寸，并且位于分离的、隔开的、基本平行的平面中；及

一个交叉元件，包括一个用来电气连接第一第二环路元件的电导体。

本发明也旨在一种电子物品监视系统，该系统包括：

一个发射电路元件；

一根发射天线，电气耦合到用来产生电磁场的发射电路元件上，发射天线包括基本相等尺寸的第一和第二环路元件，环路元件在一般分离的、隔开的、平行的平面中，并且一个交叉导体把第一和第二环路元件电气耦合在一起；

一根接收天线，与发射天线隔开，接收天线包括基本相等尺寸的第一和第二环路元件，环路元件在一般分离的、隔开的、平行的平面中，并且一个交叉导体把第一和第二环路元件电气耦合在一起，其中接收天线基本上与发射天线的尺寸相同，并且其中一个监视区域限定在发射天线与接收天线之间；及

一个接收电路元件，电气耦合到接收天线上，以便检测监视区域中的一个谐振标签在一个预定频率下的谐振和从其产生一个指示在监视区域中一个受保护物品的存在的警报信号。

在一个最佳实施例中，本发明是一种电子物品监视系统，该系统包括：

一个发射电路元件；

一根发射天线，电气耦合到用来产生电磁场的发射电路元件上，发射天线包括基本相等尺寸的第一和第二环路元件，环路元件在一般分离的、隔开的、平行的平面中，并且一个交叉导体把第一和第二环路元件电气耦合在一起；