[19]
中华人民共和国国家知识产权局
[12]发明专利申请公布说明书
[11]公开号CN 101228533A [43]公开日2008年7月23日
[21]申请号200680026410.7[22]申请日2006.07.17
[21]申请号200680026410.7
[30]优先权
[32]2005.07.19 [33]US [31]11/184,633
[86]国际申请PCT/US2006/027837 2006.07.17
[87]国际公布WO2007/011934 EN 2007.01.25
[85]进入国家阶段日期2008.01.18[71]申请人3M创新有限公司
地址美国明尼苏达州
[72]发明人克里斯托弗·R·扬格斯
[74]专利代理机构北京天昊联合知识产权代理有限公司代理人陈源 张天舒
[51]Int.CI.G06K 7/08 (2006.01)
权利要求书 7 页 说明书 10 页 附图 6 页
[54]发明名称
[57]摘要
本发明涉及体积效率高的螺线管天线，该天线
该天线可以被用在很多要求近程无线通信或感应链
接的应用中，诸如RFID系统、标记读取器、非接触
连接器、近距离传感器以及近程数据链接。例如，
该天线可以被制造在RFID读取器的印刷电路板上或
在其内，从而使RFID读取器能相对于RFID标签的z
轴垂直定向，其中x－y轴是标签的长和宽。该垂直
定向使用户能用RFID读取器直接指向或瞄准RFID标
签，以用于读取器与众多标签环境中的单个标签之
间的有效信息传递。
200680026410.7权 利 要 求 书第1/7页 1.一种螺线管天线，包括：
在衬底的第二面上形成的第二组电路走线；以及
穿过衬底形成的一组通孔，用来电连接第一组电路走线和第二组电路走线，其中第一组电路走线、第二组电路走线以及这组通孔共同地定义了螺线管天线的导电通路，并且其中导电通路定义了线圈，从而当电流流经该线圈时产生电磁场。
2.根据权利要求1的螺线管天线，其中所述衬底包括电路板。
3.根据权利要求1的螺线管天线，其中所述第一组电路走线基本上彼此平行，且所述第二组电路走线基本上彼此平行，并且其中第一组电路走线不平行于第二组电路走线。 4.根据权利要求1的螺线管天线，其中所述第一组电路走线基本上彼此平行，且所述第二组电路走线基本上彼此平行，并且其中第一组电路走线偏离并且基本上平行于第二组电路走线。
5.根据权利要求1的螺线管天线，其中所述第一组电路走线基本上彼此平行，且所述第二组电路走线基本上彼此平行，并且其中第一组电路走线被直接堆叠在第二组电路走线上。
6.根据权利要求1的螺线管天线，其中所述一组通孔包括第一组通孔，且所述导电通路包括第一导电通路，所述螺线管天线进一步包括第三组电路走线、第四组电路走线、以及用于电连接第三组电路走线与第四组电路走线的第二组通孔，其中，第三组电路走线、第四组电路走线以及第二组通孔定义了第二导
电通路，其中第一导电通路被连接到第二导电通路用以定义作为多绕组螺线管天线的螺线管天
线。
7.一种螺线管天线，包括沿衬底的第一面、第一边缘、第二面、以及第二边缘延伸用以形成环绕衬底的线圈的电路走线。
8.根据权利要求7的螺线管天线，其中所述电路走线共同地定义了螺线管天线的导电通路。
9.根据权利要求7的螺线管天线，其中所述电路走线定义了环绕衬底的多个绕转，其中在衬底的第一面和第二面上的每个绕转基本上平行于其它绕转。
10.根据权利要求7的螺线管天线，其中所述导电通路定义了线圈，从而当电流流经所述线圈时产生电磁场。
11.一种装置，其包括：
衬底；
在衬底上形成的电路；以及
在衬底上形成的并且被电连接到电路的螺线管天线，其中所述螺线管天线包括在衬底的第一面上形成的第一组电路走线、在衬底的第二面上形成的第二组电路走线、以及穿过衬底形成的用以电连接第一组电路走线和第二组电路走线的一组通孔。
12.根据权利要求11的装置，其中所述衬底包括电路板。
13.根据权利要求11的装置，其中所述第一组电路走线、第二组电路走线以及所述一组通孔共同地定义了所述螺线管天线的导电通路。
14.根据权利要求13的装置，其中所述第一组电路走线基本上
彼此平行，且所述第二组电路走线基本上彼此平行，并且其中所述第一组电路走线不平行于第二组电路走线。
15.根据权利要求13的装置，其中所述第一组电路走线基本上彼此平行，且所述第二组电路走线基本上彼此平行，并且其中所述第一组电路走线偏离并且基本上平行于所述第二组电路走线。
16.根据权利要求13的装置，其中所述第一组电路走线基本上彼此平行，且所述第二组电路走线基本上彼此平行，并且其中所述第一组电路走线被直接堆叠在所述第二组电路走线上。
17.根据权利要求13的装置，其中所述电路引入流经导电通路的电流，其中所述导电通路定义了线圈，从而当电流流经所述线圈时产生电磁场。
18.根据权利要求11的装置，其中所述电路包括射频识别(R F I D)标签读取电路，并且其中所述装置包括R F I D读取器。
19.一种在衬底上产生螺线管天线的方法，其包括步骤： 在衬底的第一面上形成第一组电路走线；
在衬底的第二面上形成第二组电路走线；以及
穿过衬底形成用以电连接第一组电路走线和第二组电路走线的一组通孔，从而第一组电路走线、第二组电路走线以及该组通孔共同地定义了螺线管天线的导电通路。
20.根据权利要求19的方法，其中，所述导电通路基本上定义了线圈，从而当电流流经该线圈时产生了电磁场。
21.根据权利要求19的方法，其中将第一组电路走线形成为基本上彼此平行，且将第二组电路走线形成为基本上彼此平行，并且其
中将第一组电路走线形成为不平行于第二组电路走线。
22.根据权利要求19的方法，其中，将第一组电路走线形成为基本上彼此平行，且将第二组电路走线形成为基本上彼此平行，并且其中将第一组电路形成为偏移并且基本上平行于第二组电路走线。
23.根据权利要求19的方法，其中，将第一组电路走线形成为基本上彼此平行，且将第二组电路走线形成为基本上彼此平行，并且其中将第一组电路走线形成为被直接堆叠在第二组电路走线上。
24.根据权利要求19的方法，进一步包括在第一组电路走线上形成第一绝缘层、在第二组电路走线上形成第二绝缘层、在第一绝缘层上形成第二衬底上的第三组电路走线、在第二绝缘层上形成第三衬底上的第四组电路走线、穿过电路板形成用以电连接第三组电路走线和第四组电路走线的另一组通孔、以及将第二组电路走线的单个走线与第三组电路走线的单个走线电连接。
25.一种射频识别(RFID)标签读取器，其包括：
外壳；
在外壳内的电路板；
在电路板上形成的RFID读取器电路；以及
与RFID读取器电路耦合的螺线管天线，其中RFID读取器电路产生流经螺线管天线的电流用以产生用于R
FID标签的询问的电磁场，并且其中螺线管天线被构造来使得当电路板与RFID标签垂直时，电磁场给RFID标签基本上提供了最大的能量转移。
26.根据权利要求25的RFID标签读取器，其中所述外壳定义了人机工程学的方向，用于沿电路板所定义的平面进行方向性的标签读取，其中，产生电磁场用以询问RFID标签，该标签的天线垂直于电路板所定义的平面。
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