CN1751327A - 射频识别装置测试器和方法 - Google Patents

Abstract

射频识别装置测试器(10)包括多个耦合元件，其用于将阅读器(14)电容地耦合到待测试的射频识别装置(12)。阅读器(14)通过发送输出信号，例如输出的AC功率信号，来给射频识别装置供电，如果射频识别装置工作正常，那么所述信号可被射频识别装置整流和/或反射。所述输出信号的频率可以不同于射频识别装置的天线的谐振频率。射频识别装置测试器中的阅读器检测被反射和/或被传输的信号，以确认射频识别装置(14)的正常工作。射频识别装置测试器(10)可被用作卷到卷处理(80)的一部分，以在成卷材料(70)上单个测试射频识别装置。通过利用近程电容耦合，可减少或避免由同时激活多个射频识别装置所导致的困难。

Description

射频识别装置测试器和方法

技术领域

本发明涉及射频识别(radio frequency identification，RFID)标签和标记检测系统，以及检测和测试射频识别标签和标记。

背景技术

射频识别标签和标记(在此总称为“装置”)被广泛用来关联物体和识别码。射频识别装置一般具有天线及模拟和/或数字电子器件的组合，电子器件可包括，例如通信电子器件、数据存储器和控制逻辑。例如，射频识别标签与汽车的安全锁结合使用，射频识别标签用于建筑物的进入控制和跟踪库存与包裹。射频识别标签和标记的一些示例出现在美国专利号6107920、6206292和6262292中，在此以引用方式并入这些专利的全部内容。

如上所述，射频识别装置一般被分类为标记或标签。射频识别标记是粘贴到物体上或者具有直接附着到物体的表面的射频识别装置。相反，射频识别标签通过其他方法被固定到物体上，例如通过使用塑料紧固件、细绳或其他固定装置。

射频识别装置包括有源标签和标记，其包括电源，及不包括电源的无源标签和标记。就无源标签来说，为了从芯片取回信息，“基站”或“阅读器”向射频识别标签或标记发送一个激励信号。激励信号激发标签或标记，射频识别电路将存储的信息发回阅读器。“阅读器”接收和解码来自射频识别标签的信息。通常，射频识别标签能够保留和传送足够的信息以唯一地识别个体、包裹、库存等等。射频识别标签和标记也能够被特征化为那些只被写一次信息(虽然信息可被重复读取)的标签和标记，和那些可在使用过程中被写信息的签和标记。例如，射频识别标签可存储环境数据(其可被关联的传感器检测)、逻辑历史、状态数据等等。

一个与射频识别装置有关的困难是作为制造过程的一部分需要测试这种装置的操作。在制造射频识别装置时，这些装置可形成在单片或成卷材料上，紧密地间隔开。在激活、读取和/或检测射频识别装置的传统方法中，要有天线在相对长的距离内发送射频(RF)场，也就是要在经过干扰的自由空间中发送射频(RF)场。当这种方法被用于测试紧密间隔的射频识别装置时，就难以测试单个的射频识别装置，因为射频场和几个装置同时交互，并且各种射频识别装置可彼此交互。

此外应该意识到的是，需要读取射频识别装置的廉价方法。

根据前文所述，应该意识到的是，需要改进射频识别装置的测试和读取。

发明内容

根据本发明的一个方面，射频识别装置测试器被电容地耦合到射频识别装置，以便从所述测试器到所述装置提供功率，以及接收从所述装置到所述测试器的信号。

根据本发明的另一个方面，通过发送频率不同于射频识别装置的天线的谐振频率的输出功率信号，射频识别装置测试器给待测试的射频识别装置提供电源。

根据本发明的又一个方面，射频识别装置测试器具有导电的耦合元件，用于电容地耦合到射频识别装置的天线元件。

根据本发明的又一个方面，射频识别装置测试器具有环状的导电耦合元件。

根据本发明的另一个方面，射频识别装置测试系统具有多个可操作地耦合在一起的测试器，用于测试具有多行所述装置的装置网，每行有多个所述装置。根据本发明的实施例，多个测试器可处于交错的配置，而不是在行方向的一条线中。

根据本发明的一个其他方面，一种测试射频识别装置的方法包括以下步骤：1)将射频识别装置测试器电容地耦合到射频识别装置的天线；2)从所述射频识别装置测试器产生输出信号；3)使用输出信号给所述射频识别装置供电；4)在所述射频识别装置中产生返回的信号；及通过阅读器检测返回的信号，阅读器是所述测试器的一部分。

根据本发明的又一其他方面，一种射频识别装置测试器包括一个阅读器；一对导电的耦合元件；一对传输线，其将各自的所述耦合元件电连接到所述阅读器；及连接到两条传输线的电阻，其位于所述阅读器和所述耦合元件之间。

根据本发明的另一个方面，在射频识别装置和射频识别装置测试器的一种组合中，射频识别装置包括具有一对天线元件的天线，和可操作地耦合到所述天线的芯片。射频识别装置测试器包括一个阅读器，和一对电连接到所述阅读器的导电的耦合元件。每个所述天线元件与各自的耦合元件电容地耦合，因此形成一对电容器。

根据本发明的又一个方面，一种测试射频识别装置的方法包括以下步骤：将所述装置的最佳工作频率从固有谐振频率转移(shift)到变动后的谐振频率；并且在不同于所述固有谐振频率的频率读取所述装置。

根据本发明的又一个方面，一种测试射频识别带的方法包括以下步骤：将射频识别装置测试器电容地耦合到射频识别带的导电引线；从所述射频识别装置测试器产生输出信号；使用输出信号给所述射频识别带供电；在所述射频识别带中产生返回的信号；及通过阅读器检测返回的信号，阅读器是所述测试器的一部分。

根据本发明的一个其他方面，一种测试系统，用于测试包含多行的网络，每行具有多个射频识别装置，其包括：一个检测射频识别装置行的近程传感器；多个测试器，其被排列以测试每行的多个射频识别装置；和一台计算机，其可操作地连接到所述近程传感器和多个测试器。所述计算机接收来自所述近程传感器的信号和控制测试器的操作。

根据本发明的又一个其他方面，一种测试射频识别装置的网的方法，所述射频识别装置的网包括多个行，每行具有多个射频识别装置，所述方法包括以下步骤：通过近程传感器检测所述装置网的一行；及通过使用可操作地耦合到所述近程传感器的各自的测试器来测试所述行的射频识别装置。

为了实现上述和相关的目标，本发明包括以下全面描述的特征及特别是在权利要求中指出的特征。下面的描述和附图详细阐述了本发明的某些示例性实施例。这些实施例是指示性的，但是其中以各种方法应用了本发明的原理。结合附图，本发明的其他目标、优点和新颖特征从以下的详细描述将变得明显。

附图说明

在并未完全按比例绘制的附图中：

图1是根据本发明的、电容地耦合到射频识别装置的射频识别装置测试器的示意性侧视图；

图2是图1的射频识别装置测试器和射频识别装置的顶视图；

图3是电路图，说明了图1中射频识别装置测试器和射频识别装置的电容耦合；

图4是一个顶视图，说明了图1的射频识别装置测试器的实施例的部件，其转移了所述测试器转移射频识别装置的最佳工作频率；

图5是一个顶视图，举例说明了图1的射频识别装置测试器的另一个实施例的部件，其转移了所述测试器转移射频识别装置的最佳工作频率；

图6说明了根据本发明的射频识别装置测试器的替代实施例，所述测试器电容地耦合到射频识别装置；

图7说明了根据本发明的、在卷到卷(roll-to-roll)处理中测试一卷射频识别装置的射频识别装置测试器；

图8说明了根据本发明的射频识别装置测试器另一个实施例；

图9说明了根据本发明的射频识别装置测试器又一个实施例的视图；

图10说明了图9的射频识别装置测试器作为卷到卷处理的一部分；

图11是根据本发明的射频识别装置测试系统的顶视图；

图12是根据本发明的另一个射频识别装置测试系统的顶视图；

图13是根据本发明的射频识别装置测试系统的斜视图；

图14是图13的系统的平面图；

图15是射频识别测试系统的一个实施例的方块图；

图16是射频识别测试系统的另一个实施例的方块图；

图17是射频识别测试系统的又一个实施例的方块图；

图18是根据本发明的射频识别装置测试系统的部分操作的时序图。

具体实施方式

射频识别装置测试器包括将阅读器电容地耦合到待测试的射频识别装置的耦合元件。所述阅读器通过发送输出信号(例如输出的AC功率信号)来向射频识别装置供电，如果射频识别装置工作正常，那么所述信号可被射频识别装置整流和/或反射。所述输出信号的频率可以不同于射频识别装置的天线的谐振频率。射频识别装置测试器中的阅读器检测被反射和/或被传输的信号，以确认射频识别装置的正常工作。射频识别装置测试器可被用作卷到卷处理的一部分，以在成卷材料上单个测试射频识别装置。通过利用近程电容耦合，可减少或避免由同时激活多个射频识别装置所导致的困难。

首先参考图1和图2，图1和图2说明了用于测试或读取射频识别装置12的射频识别装置测试器10。所述测试器包括阅读器14，和电耦合到阅读器14的一对耦合元件或耦合器16和18。耦合元件16和18是各种合适配置中任意的导电元件。耦合元件16和18可被放置在介电衬底层20上。此外，测试器10可包括端接电阻器或负载24，其在耦合元件16和18之间连接。如下文将详细描述的，端接电阻器24的作用是限制从耦合元件16和18到阅读器14的信号强度。可使用合适的电源26向阅读器14供电。

射频识别装置12可以是标记或标签，或者一部分标签或标记，其具有天线30和耦合到天线30的芯片32。芯片32可包括任何合适的电子组件，例如上述用于调节射频识别装置12的阻抗的电路。天线30可以是偶极天线，其在芯片32的相对面上具有一对天线元件36和38。或者，天线可具有另一种设计。天线元件36和38可安装在射频识别装置12的介电衬底40上。介电衬底40可以是一片介电材料(例如一卷介电材料)的一部分，在其上形成其他的射频识别装置。其他的射频识别装置可基本与射频识别装置12相同或者不同于射频识别装置12。更具体地，非介电性衬底可具有多个紧密间隔的射频识别装置。

现在参考图3，射频识别装置测试器10和射频识别装置12是电容地耦合在一起的，以在射频识别装置测试器10和射频识别装置12之间传输功率和/或信号。耦合元件16和18可操作地(operatively)分别耦合到天线元件36和38。通过定位射频识别装置测试器10和射频识别装置12，使得射频识别装置测试器的耦合元件16和18基本与射频识别装置12的天线元件36和38相对，如图1-图3所示，从而产生这种可操作的耦合。在这种相对定位下，介电衬底层20的一部分46位于耦合元件16和天线元件36之间，介电衬底层20的另一部分48位于耦合元件18和天线元件38之间。因此耦合元件16、天线元件36和介电部分46起到第一电容器50的作用，耦合元件16和天线元件36是电容器50的板极。类似地，耦合元件18、天线元件38和介电部分48起到第二电容器52的作用。

一旦射频识别装置测试器10和射频识别装置12被电容地耦合到一起，电功率和/或信号就可在两者之间传输。阅读器可沿着连接阅读器14与耦合元件16和18的传输线56和58发送输出的信号(例如输出的AC信号)。电容器50和52使得输出的AC信号能够从耦合元件16和18传输到天线元件36和38。被天线元件36和38接收的AC电源可被芯片32整流，例如被晶体管和/或二极管(它们是芯片32的一部分)整流，以产生DC电源来使芯片32运行。

芯片32使用所述功率来经由天线元件36和38发送返回信号。应该意识到，返回信号的发送可以是被动过程，而不是由射频识别装置12主动传输返回信号。作为一个示例，芯片32中的电路可被用于调节射频识别装置12的阻抗。作为另一个例子，射频识别装置12可将入射信号反射回测试器10。

可理解的是，射频识别装置12或者是自动响应入射信号的被动(passive)装置，或者是只响应符合某些协议的入射信号的主动(passive)装置。射频识别装置12也可具有其他的组件，例如其自己的电源。

可进一步理解的是，射频识别装置12的功能可基本相同，就好象入射的能量是由远程射频场提供，而不是由电容耦合提供。或者，射频识别装置12的功能可以不同，这取决于入射的能量被如何提供给它。

由射频识别装置12传输的返回信号经由电容器50和52，被从天线元件36和38传到耦合元件16和18。返回的信号然后沿着传输线56和58被传给阅读器14。端接电阻器24可防止异常强大的信号到达阅读器14，从而防止对阅读器14的可能损害。

阅读器14能够解释从射频识别装置12接收的返回信号，以确认射频识别装置12的整体或部分的功能正常，例如天线30和/或芯片32的校正功能。确认功能正常可包括仅仅检测射频识别装置12的出现，使得如果射频识别装置12是完全可检测的，那么射频识别装置12的功能是可接受的，并且射频识别装置12通过测试。或者，测试可包括评估从射频识别装置12接收的返回信号，例如以确定返回的信号是否与一个或多个参数或参数范围一致。将理解的是射频识别装置12的操作的其他测试可被用于，例如诊断射频识别装置12的故障，或者定性评估射频识别装置12的性能。

为了清楚，上面已经将由阅读器14发出的输出AC功率信号和由射频识别装置12生成的返回信号作为分开的信号描述，一个是由阅读器14发出的，另一个是由阅读器14接收的。实际上，应理解的是信号其实是彼此重叠的，因为阅读器14察觉输出信号和返回信号的重叠。因此由阅读器进行的返回信号的解释可包括输出信号与被阅读器14察觉的信号之间的比较，输出信号与返回信号的重叠。

电容地耦合到射频识别装置12的射频识别装置测试器10有利地允许测试器10和射频识别装置12之间的近程耦合。射频识别装置12可以是其上具有许多射频识别装置的单片或卷的一部分，并且通过使用射频识别装置测试器10和射频识别装置12之间的近程电容耦合，可实现更好地测试射频识别装置12，相比于经由通过自由空间发送的射频场，耦合到射频识别装置的测试器。电容地耦合的射频识别装置测试器10具有优势的一个原因是近程电容耦合较不易于给同一卷或同一片上的其他射频识别装置提供能量。通过减少或限制给除了待测试的射频识别装置12以外的射频识别装置提供能量，在测试中就更好区别，并且因此改进射频识别装置12的测试。

适当选择来自测试器10的输出信号的频率可允许进一步减少到除了正在被测试的射频识别装置12以外的射频识别装置的不希望的耦合。在进一步说明前，将天线30的固有谐振频率定义为当没有位于紧紧邻近射频识别装置测试器10时，天线30从外部的射频场最佳地接收能量及最佳地发送能量的频率。这个固有谐振频率是天线30的天线阻抗是芯片32的芯片阻抗的复共轭时的频率，这个谐振频率在此也被称为射频识别装置12的最佳工作点或者最佳工作频率。将理解的是天线30的谐振频率高度依赖于天线30的配置。

射频识别装置测试器10电容地耦合到射频识别装置12，它的一个优点是来自射频识别装置测试器10的阅读器14的输出功率信号的频率可不同于射频识别装置12的天线30的固有谐振频率(不同于射频识别装置12的固有的最佳工作点)。通过具有频率不同于射频识别装置12的天线30的固有谐振频率的输出功率信号，输出信号到除了待测试的射频识别装置12以外的射频识别装置的远程耦合可被最小化。这是因为射频识别装置的天线在不同于天线30的固有谐振频率的频率处并不会接收到大量的能量。而且，具有频率不同于天线30的固有谐振频率的输出功率信号可减少同一卷或片上的各种射频识别装置的各种天线之间的交叉耦合。

射频识别装置测试器10与射频识别装置12之间的耦合本身将改变天线30的谐振频率(最佳工作频率)。这是因为将测试器10带进相对于射频识别装置12的极接近区域改变了射频识别装置12周围的环境。因此射频识别装置测试器10的一个或多个介电元件60(图1)及一个或多个导电元件62(图1)可被测试器10引入被正在被测试的射频识别装置12察觉的环境，并且与其交互。介电元件60和导电元件62可被称为“转移元件”，因为它们的功能是转移或改变射频识别装置12的最佳工作频率。如图1所示，介电元件60可包括介电衬底层20，且导体元件62可包括耦合元件16和18。或者，可以有其他的介电元件60和/或导体元件62，后者可包括金属导体。介电元件60和/或导体元件62的位置、尺寸和/或配置可以选择，从而在天线30的谐振频率中产生所需的转移。

图4和图5示出了射频识别装置测试器10的部件的示例性例子，测试器10具有额外的介电元件60和/或导体元件62用于转移或改变射频识别装置12的天线30的谐振频率。在图4和图5中，为了示例说明，显示的射频识别装置12的部件稍微偏离射频识别装置测试器10的对应部件。

图4显示了射频识别装置测试器10的部件实施例，测试器10包括额外的邻接耦合元件16和18的介电元件60a和60b。介电元件60a和60b被放置在射频识别装置12的天线30的天线元件36和38的对应部分36a和38b之上，或者与之相对。如所示的，介电元件60a和60b还来自射频识别装置12的芯片32，虽然可理解的是可以利用其他合适的配置。

介电元件60a和60b的功能是载入天线30和增加天线30的天线元件36和38的有效长度。通过有效长度的增加，其意味着射频识别装置12的谐振频率或最佳工作频率的降低。

介电元件60a和60b可由高K介电材料例如合适的陶瓷材料制成。合适材料的例子有四钛酸钡和氧化钛。

转到图5，显示了射频识别装置测试器10实施例的部件，测试器10具有额外的导电元件62a和62b，其与耦合元件16和18分开，极接近射频识别装置12的天线30的天线元件36和38。导电元件62a和62b被电容地耦合到天线元件36和38，增加了天线元件的有效长度。因此射频识别装置12的谐振频率或最佳工作频率降低了。

虽然图5中的导电元件62a和62b的配置导致射频识别装置12的谐振频率或最佳工作点降低了，应该理解的是相对于射频识别装置12不同地配置元件62a和62b可导致射频识别装置12的谐振频率或最佳工作点升高。

由介电元件60或导电元件62导致的谐振频率或最佳工作点的转移被局部化，因为介电元件60a和60b和/或导电元件62a和62b可被配置以转移仅仅单个射频识别装置12的频率，而不大影响邻接的射频识别装置的最佳工作点。

可理解的是介电元件60a和60b和导电元件62a和62b的数量与配置可以变化，并且可为，例如选定的天线配置和/或所需的测试频率最优化。

由集合射频识别装置12和射频识别装置测试器10造成的天线30的谐振频率的转移可帮助将射频识别装置12可操作地与可能邻接的其他射频识别装置隔离。通过可操作地隔离射频识别装置12，可以更容易地测试射频识别装置12而不会遇到不希望的结果，不希望的结果是由来自目前没有被测试的其他射频识别装置的激活或干扰导致的。因为待测试的射频识别装置12比其他射频识别装置更靠近介电元件60和导电元件62，所以与待测试的射频识别装置12的谐振频率转移相比，其他射频识别装置的谐振频率转移可在量级上极大减小或者完全避免。另一方面，由介电元件60和/或导电元件62引起的谐振频率的转移可基本或者主要地限于单个的射频识别装置，即待测试的射频识别装置12。

作为一个例子，介电元件60和/或导电元件62可以被合适地配置，从而将具有915MHz的最佳工作频率的天线转移到2450MHz的最佳工作频率。

可理解的是以上描述的转移射频识别装置12的最佳工作频率的概念只是一个更宽泛的概念的例子。更宽泛地，测试可通过转移一个或多个射频识别装置的最佳工作频率，然后测试射频识别装置来完成。所述被测试的装置可以是(如上所述)使它们的最佳工作频率转移的一个或多个射频识别装置。或者，可以在一个或多个具有未转移的频率(正常的、典型的或普通的频率)的装置上进行测试，而其他未测试的射频识别装置转移了频率。

还可理解的是不同的最佳工作频率转移可被提供给待测试的不同射频识别装置。为不同的射频识别装置变化频率转移可便于同时测试多个射频识别装置。

此外，可理解的是射频识别装置测试器10可具有多个部件，且例如介电元件60和/或导电元件62与测试器10的其他部件分开。

射频识别装置测试器10的测试器工作频率可被选择，以便提供足够能量来激活正在被测试的射频识别装置12，并避免提供大量的能量给可能产生干扰测试结果的信号的其他射频识别装置。如上面的讨论提到的，测试器工作频率可不同于天线30的固有谐振频率，和/或基本与天线30新的谐振频率(由于邻近射频识别装置测试器10而转移的天线30的谐振频率)相同。

或者，可从适合可操作地耦合测试器10到射频识别装置12的广泛的RF频率范围选择测试器工作频率。利用的RF频率可能大于或小于天线固有谐振频率和/或新的天线谐振频率(由于测试器10邻近射频识别装置12而转移的)。但是可以理解的是，偏离新的天线谐振频率(转移后的最佳工作频率)太多的RF频率可能是不适合的。例如，随着频率降低，对于指定的耦合区域由于电容路径的阻抗的增加，可能存在适合的RF频率的较低限制。阻抗的增加可能使得更难以发送能量到芯片中。作为较低的频率限制的另一个原因，在芯片32中的内部整流器在它们之后可具有一个积分滤波器，以帮助产生DC电源来运转芯片32。如果从测试器10接收的入射RF能量的频率太低，那么该滤波器可能不能够充分平滑来自整流器的整流后的波形输出。结果可能是芯片32不可接受的DC电源。

可能也存在测试器的工作频率的合适RF频率的上限。随着频率增加，芯片32内的整流器效率降低，减少了被转换成DC能量以运转芯片32的部分输入能量。对于合适的工作频率上限的另一个原因是芯片32可具有大的输入电容，该输入电容连同耦合电容器50和52作为分压器。由于输入信号的频率被增加，因此变得更难以耦合能量到射频识别装置12中。

根据特定的示例，耦合元件16和18可以是3mm×20mm的板极。耦合元件16和18与天线元件36和38之间分开的距离可以是大约0.2mm。假设中间的介电材料的相对介电常数是3，各个电容器50和52的电容是7.97pF。

图1所示的耦合元件16和18与对应的天线元件36和38的尺寸大致相同。但是可理解的是耦合元件16和18可以大于或小于天线元件36和38(例如如图2所示)。

可理解的是除了上述显示和描述那些组件之外，射频识别装置测试器10可具有其他的组件。例如，输出的AC功率信号可包括沿着传输线56和58发送彼此相位相差180度的信号。平衡变换器可被用来产生相位差的RF信号。

作为另一个例子，射频识别装置测试器10可具有一个匹配网络在阅读器14与传输线56和58之间。所述匹配网络可被用来改变从阅读器14传输到传输线56和58的信号的阻抗。例如，阅读器14的特性阻抗可以是在50欧姆的量级上，而由传输线56和58所设定的场的所需阻抗可以是200欧姆。所述匹配网络可被用于将来自阅读器14的信号的阻抗变换到传输线56和58的所需阻抗。

图6显示了射频识别装置测试器10与射频识别装置12之间的替代的相对方位，其中与图1和2所示及上述的方位相比，射频识别装置12被倒置。在图6显示的配置中，射频识别装置12的介电衬底40的部分充当电容器50和52的绝缘体。射频识别装置测试器10的介电层20(图1)因此可以省略。

作为另一种的替代，可理解的是气隙可被用作电容器50和52的绝缘体。射频识别装置测试器10和/或射频识别装置12可具有结构或其他元件，以在射频识别装置测试器10的耦合元件16和18与射频识别装置12的天线元件36和38之间保持可重复的气隙。

现在转向图7，射频识别装置测试器10可以在卷到卷处理中被用来测试多个射频识别装置12，这些射频识别装置是成卷材料70的部件或者在材料70上。测试器10可固定位置，随着各种射频识别装置12移动通过测试器10，每次测试一个射频识别装置12。成卷材料70可被适当驱动以移动射频识别装置12通过测试器10。射频识别装置12可连续移动通过测试器10，或者当每个射频识别装置12通过位于射频识别装置测试器10之下时，其可停顿以被测试。射频识别装置测试器10可被连接到计算机或其他装置，用于记录测试各种射频识别装置的结果，及使得所述装置与它们的测试结果匹配。

图7所示的卷到卷处理可以是制造射频识别装置的更大型的卷到卷处理的一部分或可操作地与之相连。可理解的是生产射频识别装置的卷到卷制造过程可包括许多公知的步骤，例如沉积各种层(例如粘附层、金属层和/或可印刷层)，改变所述层(例如选择性地除去金属层的部件以产生天线)，和/或沉积各种组件(例如芯片)。关于射频识别装置的卷到卷制造过程的更多细节可在美国专利号6451154中找到，在此通过引用该专利并入其全部内容。

射频识别装置测试器10的另一个替代配置显示在图8中，其中耦合元件16和18和覆盖耦合元件16和18的介电层20a和20b是轮子76和78的部件。因此，耦合元件16和18与介电层20a和20b可以是环形或圈形。耦合元件16和18可被耦合到阅读器14，其耦合方式类似上述关于其他的实施例描述的耦合。

图8所示的射频识别装置测试器10可在固定的一片材料或一卷材料上翻转，该材料上具有多个待测试的射频识别装置12。替代地，随着成片或成卷射频识别装置12的移动，射频识别装置测试器10可被保持固定，与轮子76和78接触。装置测试器10可有利地帮助保持测试器10的耦合元件16和18与射频识别装置12的天线元件36和38之间的一致距离。

射频识别装置测试器10的另一个替代的配置显示在图9和10中。图9所示的测试器10允许在卷到卷处理中测试射频识别装置12，射频识别装置12处于与一对耦合元件极靠近的固定关系中一段最短的时间，即使成卷材料70持续移动。此外，图9所示的测试器10有利地使得能够每次测试多个射频识别装置12。

如图9所示，测试器10包括其上或其中具有多对耦合元件16a、18a、16b、18b、和16c、18c的滚筒80，这些元件沿着或者在滚筒80的外部表面82上。滚筒80的外部表面82的移动速度与成卷材料70的速度相同，使得成卷材料70基本不相对于滚筒80滑动。可理解的是射频识别装置12因此保持其位置相对对应的耦合元件对16c和18c一段确定的耦合时间段(只要具有射频识别装置12的成卷材料70与滚筒80的外部表面82接触)。射频识别装置12因此可被合适地耦合到对应的耦合元件对16c和18c，持续一段耦合时间。

可选择滚筒80和成卷材料70的旋转速度，以便耦合时间足以允许测试射频识别装置12。也可理解的是，对于指定的旋转速度，使用较大直径的滚筒导致更长的耦合时间。

各种耦合元件16a-c和18a-c经由旋转接头86被耦合到具有多个输出的阅读器14。可理解的是耦合元件对可围绕滚筒80的外表面82均匀间隔开，其间距对应于成卷材料70上的射频识别装置12的间距。在滚筒80上具有多对耦合元件可使得能够同时测试多个射频识别装置12，这有利地加快了测试过程。

参考图10，成卷材料70可从供应卷90移动到拉紧卷(take-up roll)92。滚筒96和98可与滚筒80结合使用，以保持一部分成卷材料70对着滚筒80。通过一个或多个合适的电动机驱动滚筒80、96和98中的一个或多个，和/或卷90和92中的一个或两个，成卷材料70可从供应卷90被移动到拉紧卷92。

图10中所示的卷90和92，及滚筒80、96和98的配置是大量各种合适配置的一个示例说明，合适配置可包括其他的滚筒、机构和/或装置。

可理解的是在图9中利用的配置中的射频识别测试器可具有线圈作为其耦合元件16a-c、18a-c的一部分，因此能够测试不是高频率装置的射频识别装置。例如，所示测试器可被配置以测试13.56MHz的射频识别装置。因此耦合元件对16a-c、18a-c之间的耦合可以是电容性的，或者可以通过另一个合适的机械装置。

可理解的射频识别装置测试器10的各种实施例也可以被用作阅读器，以检测射频识别装置12的存在或者接收来自射频识别装置12的信息。

还可以理解的是电容地耦合的射频识别装置测试器/阅读器例如如上所述的，可具有各种合适的配置。例如，射频识别装置测试器/阅读器可具有合适形状的插槽或其他开口，用于接收待测试或读取的射频识别装置，或者用于接收有射频识别装置附着或者连接的物体。

如上面提到的，射频识别装置可以是标签或标记的一部分。例如，射频识别装置可以是具有芯片附着到导电引线的射频识别带，导电引线不起传统天线的作用。例子包括可从Alien Technologies购得的射频识别带和以ICONNECT的名称销售的射频识别带，其可从PhilipsElectronics获得。因此所述测试器的各种实施例可适合用于测试一卷射频识别带，且射频识别测试器的导电元件被放置在靠近射频识别带的导电引线的位置。

在图11和图12中显示了射频识别装置测试系统110的实施例。射频识别装置测试系统110包括RF测试器120和测试夹具124。测试夹具124包括变换元件126，其用于变换或改变极靠近测试夹具124的射频识别装置12的谐振频率或最佳工作频率。变换元件126可包括介电元件128a和128b(图11)，其减少射频识别装置12的天线元件36和38的有效长度。或者，变换元件126可包括导电元件130a和130b(图12)，其增加射频识别装置12的天线元件36和38的有效长度。因此测试夹具124可变换射频识别装置12的谐振频率或最佳工作频率，变换方式类似上述图4和5中显示的射频识别装置测试器10的变换方式。谐振频率或最佳工作频率的变换可被局部化，并且可基本限于射频识别装置卷或片134上的单个射频识别装置12。因此测试夹具124能够使射频识别装置被单个测试，尽管它们极邻近其他基本相同的射频识别装置。

RF测试器120可以是读取射频识别装置的传统RF阅读器，其通过产生相对远程的射频场和检测射频场中由于在其中出现射频识别装置而发生的变化来读取射频识别装置。关于合适的RF阅读器的更多信息可在美国专利号5621199和6172609中找到，这两个专利在此通过引用并入其全部内容。

通过使RF阅读器120在对应于测试夹具124中射频识别装置12的变换后的谐振频率或最佳工作频率的频率发射能量，可以测试射频识别装置12。因为这个频率不同于卷或片134上的其他射频识别装置的固有谐振频率，所以与RF测试器120的实质耦合被限制在正在被测试的单个射频识别装置12。在测试之后，卷或片134可相对于测试夹具124被变换，允许测试其他的射频识别装置。因此远程非电容耦合可被用于耦合到这种装置的片或卷上的个体射频识别装置。

可理解的是，可以改变图11和12中显示的射频识别装置测试系统110为适合的系统，改变方式类似为射频识别装置测试器10描述的各种变化。例如，测试夹具124可以并入滚筒，以便于使射频识别装置测试系统110成为卷到卷处理的一部分。

图13和图14显示了用于测试射频识别装置的网202或镶嵌物204的射频识别装置测试系统200的一个示例。测试系统200包括一个近程传感器210，用于检测当网202通过测试系统200时，射频识别装置行204的位置。近程传感器210可包括一个或多个元件，它们检测网202上是否存在导电材料，由此检测射频识别装置204。

测试系统200还包括许多交错配置的测试器212和许多用于标识进入测试的射频识别装置204的标记器214。测试器212在每个射频识别装置204上进行测试。测试器212可利用电容耦合，例如上面所描述的。

测试器212的交错允许足够的间隔，以使得各个射频识别装置204的测试在各种测试器212之间没有干扰。通过将测试器212放置在交错的配置中，而不是在行中彼此紧接(例如)，测试器212已经增加了彼此之间的距离，便于它们彼此有效的隔离。此外，测试器212的交错配置可允许各种测试器212进行的测试错开时间。邻接的测试器212在不同的时间工作，就减少了邻接的测试器之间干扰的可能性，进一步增强了测试器212的有效隔离。

近程传感器210检测每行射频识别装置204的前缘。近程传感器210在合适的时间被可操作地耦合到测试器212，以触发测试器212测试射频识别装置204。测试器212进行的测试结果被标记器214用来选择性地标记某些射频识别装置204，例如通过标记测试失败(例如没有演示在可接受的参数内工作)的射频识别装置204。测试可包括射频识别装置或镶嵌物204的定性测试。标记器214可包括合适的喷墨标记器。

图15示出了测试系统200的工作部件的例子。近程传感器210和测试器212经由计算机220(例如合适的个人计算机)通过使用合适的输入/输出卡，被可操作地耦合到一起。近程传感器210包括一对耦合到近程传感器卡226的个体传感器222和224，传感器卡226包括近程传感器电源和近程传感器输入/输出。近程传感器222和224可以是Keyence ED-130U近程传感器，在“与”配置中被连线连在一起。适合的近程传感器的另一个例子是可从Turck获得的近程传感器。近程传感器卡226可以是适合的RS-232卡。

计算机220可以是各种能够接收和发送信号用于控制测试系统200的操作的任何合适的计算系统。除了控制测试器212的操作，计算机220可执行其他功能，例如记录测试结果，例如通过保存连续的若干一致的射频识别装置或镶嵌物的日志。可给计算机220提供适合的软件来实现其目的。

可理解的是计算机可具有各种与其连接的装置或者部件。例如，计算机220可包括键盘、鼠标或者其他允许数据输入和/或允许用户控制计算机操作的装置。计算机220可包括显示器，其显示例如测试操作的状态和/或测试结果。

测试器212包括连接到合适的开关234的测试偶极子230，开关234又连接到计算机220。同轴缆线或其他合适的导体236可被用于连接测试偶极子230到开关234。开关234控制利用各种测试器212的测试时限，例如控制沿着测试偶极子230发送信号的时限，以将测试偶极子230电容地耦合到射频识别装置204。计算机使用来自近程传感器210的信息控制测试的时限，以便确保射频识别装置204在测试过程中相对于测试偶极子230适当定位，并且控制到射频识别装置阅读器238的输入。

图15显示的配置允许多个测试偶极子230到阅读器238的耦合，允许用单个阅读器测试多列中的多个射频识别装置204。在图16中，显示了测试系统200的另一个可能配置。在图16所示的配置中，装置阅读器238具有多个输入，所以它能够被直接耦合到多个偶极子230。

测试系统200能够每秒读取大约200个射频识别装置，每5ms读取一个射频识别标签。

图17显示了测试系统200的又一个配置。系统200包括一对计算机240和242，每台计算机连接到各自的PCI卡244和246。卡244和246各自连接到多个测试器212。可从Feig Electronic公司获得合适的测试器212。计算机240和242也被连接到各自的近程传感器250和252。

图18显示了系统200的时间安排的一种可能性的时限图300。近程传感器210注册输入304，输入304指示网202上的镶嵌物的检测。传感器输入304定义测试窗口308。在测试窗口308期间，测试器200执行各种操作：从计算机220到阅读器238的命令310；从阅读器238到偶极子230之一的传输314，来自射频识别装置204的镶嵌物的响应，从阅读器238到计算机的响应的传输322，以及，如果适用的话，从计算机220发送信号到标记器214，用于标记已经测试失败的射频识别装置。

虽然已经就某些实施例显示和描述了本发明，但是明显的是本领域的技术人员在阅读和理解了本说明书和附图后可进行相当的变化和修改。特别是关于由上述元件(组件、部件、装置、构成等等)执行的各种功能，用于描述这种元件的术语(包括对“装置”的参考)是打算对应于，除非另外指出，执行上述元件的指定功能的任何元件(也就是功能相当)，即使结构上不相当于所公开的结构，所公开的结构在在此示例的本发明的实施例中执行功能。此外，虽然上面已经就仅仅一个或多个示例的实施例描述了本发明的特殊特征，但这个特征可与其他实施例的一个或多个特征组合，这对于任何指定的或特殊的应用可能是所希望的和有利的。

Claims (75)

1.一种测试射频识别装置的方法，其包括：

将一个射频识别装置测试器电容地耦合到所述射频识别装置的天线；

从所述射频识别装置测试器产生输出信号；

使用所述输出信号给所述射频识别装置供电；

在所述射频识别装置中产生返回信号；和

通过阅读器检测返回信号，该阅读器是所述测试器的一部分。

2.根据权利要求1所述的方法，其中产生所述输出信号包括在一个信号频率处产生所述输出信号，所述信号频率不同于所述天线的固有谐振频率。

3.根据权利要求2所述的方法，进一步包括，在产生所述输出信号之前，将所述天线的最佳工作频率从所述天线的固有谐振频率转移到一个转移后的谐振频率。

4.根据权利要求3所述的方法，其中转移所述最佳工作频率包括降低所述最佳工作频率。

5.根据权利要求4所述的方法，其中降低所述最佳工作频率包括使介电元件紧紧邻近所述天线元件。

6.根据权利要求4所述的方法，其中降低所述最佳工作频率包括将部分所述天线元件与介电元件重叠。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述介电元件包括陶瓷材料。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述陶瓷材料包括一种从四钛酸钡和氧化钛所构成的组中选择的材料。

9.根据权利要求4所述的方法，其中降低所述最佳工作频率包括使导电元件紧紧邻近所述天线元件。

10.根据权利要求3所述的方法，其中转移所述最佳工作频率包括增加所述最佳工作频率。

11.根据权利要求10所述的方法，其中增加所述最佳工作频率包括使导电元件紧紧邻近所述天线的天线元件。

12.根据权利要求3所述的方法，其中所述转移包括使所述射频识别装置和所述测试器的至少一部分紧紧相邻。

13.根据权利要求3所述的方法，其中产生所述信号频率包括产生一个与所述转移后的谐振频率基本相同的频率。

14.根据权利要求1所述的方法，

其中所述射频识别装置测试器包括电连接到所述阅读器的耦合元件；

其中所述射频识别装置的所述天线包括天线元件；且

其中所述电容地耦合包括对齐所述耦合元件和各自的所述天线元件。

15.根据权利要求14所述的方法，

其中所述耦合元件被附着到一个介电层；且

其中所述对齐包括使部分所述介电层在所述耦合元件和所述天线元件之间。

16.根据权利要求14所述的方法，

其中所述耦合元件是一个滚筒的一部分；

其中所述射频识别装置是一卷材料的一部分；且

其中所述对齐包括当所述滚筒旋转时，将具有所述射频识别装置的所述卷材料的所述部分与所述耦合元件对齐。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述对齐是卷到卷处理的一部分。

18.根据权利要求1所述的方法，其中所述射频识别装置是其上具有其他射频识别装置的一片或一卷材料的一部分。

19.根据权利要求18的方法，其中所述电容地耦合包括转移所述射频识别装置测试器和所述片或卷的相对位置。

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述转移包括移动所述片或卷。

21.根据权利要求20所述的方法，

其中所述片或卷是一个卷形物；且

其中移动所述卷是卷到卷处理的一部分。

22.根据权利要求19所述的方法，其中所述转移包括移动所述射频识别装置测试器。

23.根据权利要求22所述的方法，

其中所述射频识别装置测试器具有环状的耦合元件，且

其中移动所述射频识别装置测试器包括在所述片或卷之上滚动所述射频识别装置测试器。

24.根据权利要求1所述的方法，其中检测所述返回信号包括：

将所述返回信号从所述天线电容地传输到所述射频识别装置测试器的耦合元件；和

将所述返回信号从所述耦合元件转送到所述阅读器。

25.根据权利要求24所述的方法，其中所述转送包括转送所述返回信号通过一个耦合到一对传输线的电阻，这对传输线电连接所述阅读器和各自的耦合元件。

26.一种测试射频识别带的方法，其包括：

将一个射频识别装置测试器电容地耦合到所述射频识别带的导电引线；

从所述射频识别装置测试器产生输出信号；

使用所述输出信号给所述射频识别带供电；

在所述射频识别带中产生返回信号；和

通过阅读器检测返回信号，所述阅读器是所述测试器的一部分。

27.一种射频识别装置测试器，其包括：

一个阅读器；

一对导电的耦合元件；

一对传输线，其将各自的耦合元件电连接到所述阅读器；和

一个连接到所述两条传输线的电阻，其位于所述阅读器和所述耦合元件之间。

28.根据权利要求27所述的装置测试器，进一步包括在每个所述耦合元件的外部表面上的介电材料。

29.根据权利要求28所述的装置测试器，其中所述介电材料是一个介电层的一部分。

30.根据权利要求27所述的装置测试器，其中所述耦合元件是基本平的。

31.根据权利要求27所述的装置测试器，其中所述耦合元件是环形的。

32.根据权利要求27所述的装置测试器，进一步包括介电元件，其用于转移紧紧邻近所述装置测试器的射频识别装置的最佳工作频率。

33.根据权利要求32所述的装置测试器，其中所述介电元件包括陶瓷元件。

34.根据权利要求27所述的装置测试器，进一步包括额外的导电元件，其用于转移紧紧邻近所述装置测试器的射频识别装置的最佳工作频率。

35.根据权利要求27所述的装置测试器，其与一个射频识别装置组合，其中所述射频识别装置包括一个电容地耦合到所述耦合元件的天线。

36.根据权利要求27所述的装置测试器，其中所述耦合元件是一个滚筒的一部分。

37.根据权利要求36所述的装置测试器，其中所述耦合元件在所述滚筒的外部表面上。

38.根据权利要求37所述的装置测试器，

进一步包括在所述滚筒的外部表面上的额外的多对耦合元件，

其中所述额外的多对耦合元件也被耦合到所述阅读器。

39.根据权利要求38所述的装置测试器，其中所述多对耦合元件围绕所述滚筒的外部表面沿圆周基本均匀地间隔开。

40.根据权利要求35所述的组合，

其中所述天线包括一对天线元件；且

其中每个所述天线元件被电容地耦合到各自的所述耦合元件。

41.一种射频识别装置和射频识别装置测试器的组合，其包括：

所述射频识别装置，其包括：

具有一对天线元件的天线；和

一个可操作地耦合到所述天线的芯片；和

所述射频识别装置测试器，其包括

一个阅读器；和

一对导电的耦合元件，其电连接到所述阅读器；

其中每个所述天线元件都与各自的所述耦合元件电容地耦合，从而形成一对电容器。

42.根据权利要求41所述的组合，进一步包括介电材料；

其中所述介电材料是所述电容器的部件，在所述耦合元件和所述电容器的各自的所述天线元件之间。

43.根据权利要求42所述的组合，其中所述介电材料是所述射频识别装置的部件。

44.根据权利要求42所述的组合，其中所述介电材料是所述射频识别装置测试器的部件。

45.根据权利要求42所述的组合，其中所述介电材料是整体式介电层的一部分。

46.根据权利要求42所述的组合，进一步包括：

将所述耦合元件电连接到所述阅读器的各自的传输线；和

一个在所述传输线之间的电阻。

47.根据权利要求42所述的组合，其中所述射频识别装置是射频识别装置的网的一部分。

48.根据权利要求42所述的组合，其中所述射频识别装置测试器被可操作地耦合到一个感应导电材料是否存在的近程传感器。

49.根据权利要求42所述的组合，其中所述射频识别装置测试器被可操作地耦合到一个选择性地标记射频识别装置的标记器。

50.一种测试射频识别装置的方法，其包括：

将所述装置的最佳工作频率从固有谐振频率转移到一个转移后的谐振频率；并且

在不同于所述固有谐振频率的频率读取所述装置。

51.根据权利要求50所述的方法，其中所述读取包括在大约所述转移后的谐振频率读取所述装置。

52.根据权利要求50所述的方法，其中所述转移包括将所述装置放置得紧紧邻近转移元件，所述转移元件转移所述最佳工作频率。

53.根据权利要求52所述的方法，其中所述转移元件包括介电元件。

54.根据权利要求53所述的方法，其中所述介电元件包括陶瓷材料。

55.根据权利要求52所述的方法，其中所述转移元件包括导电元件。

56.根据权利要求52所述的方法，其中所述转移元件是一个射频识别装置测试器的部件，该射频识别装置测试器也读取所述装置。

57.根据权利要求56所述的方法，其中所述读取包括电容地耦合所述测试器和所述装置。

58.根据权利要求52所述的方法，其中所述转移元件是测试夹具的一部分，该测试夹具与读取所述装置的射频识别装置测试器间隔开。

59.根据权利要求58所述的方法，其中所述读取包括将阅读器射频耦合到所述装置。

60.根据权利要求52所述的方法，

其中所述射频识别装置包括一个具有多个天线元件的天线；且

其中所述转移包括至少部分地将所述天线元件与所述转移元件重叠。

61.根据权利要求52所述的方法，其中所述转移包括将所述转移元件电容地耦合到所述装置的天线。

62.根据权利要求52所述的方法，

其中所述装置一个待测的射频识别装置在一个具有其他射频识别装置的片或卷上；且

其中所述放置包括将所述转移元件放置得比所述其他射频识别装置中的任何一个更靠近所述待测的射频识别装置。

63.一种测试系统，其用于测试包含多行的网，每行具有多个射频识别装置，所述测试系统包括：

一个检测所述射频识别装置行的近程传感器；

排列的多个测试器，以测试每个所述行的所述多个射频识别装置；和

一个计算机，其可操作地耦合到所述近程传感器和所述多个测试器；

其中所述计算机接收来自所述近程传感器的信号，并控制所述测试器的操作。

64.根据权利要求63所述的测试系统，其中所述测试器在测试过程中被电容地耦合到所述射频识别装置。

65.根据权利要求63所述的测试系统，其中每个所述测试器包括一对导电元件，其被配置得邻近所述网。

66.根据权利要求63所述的测试系统，进一步包括一个或多个可操作地连接到所述计算机的标记器，其用于根据所述测试器进行的测试来选择性地标记所述射频识别装置。

67.根据权利要求66所述的测试系统，其中所述标记器包括喷墨标记器。

68.根据权利要求63所述的测试系统，其中所述测试器是相对于所述网交错配置的，以便一行中不同的射频识别装置在不同的时间接近各自的测试器。

69.根据权利要求63所述的测试系统，其中所述近程传感器包括一个传感器，其被配置成检测在部分所述网上的导电材料是否存在。

70.一种测试射频识别装置的网的方法，所述网包括多个行，每行具有多个射频识别装置，所述方法包括：

通过一个近程传感器来检测所述网的一行；和

通过使用可操作地耦合到所述近程传感器的各自的测试器，测试所述行的射频识别装置。

71.根据权利要求70所述的方法，其中所述测试包括将所述测试器电容地耦合到所述行的各自射频识别装置。

72.根据权利要求70所述的方法，其中所述测试器是相对于所述网交错配置的；和

所述测试包括在不同的时间测试不同行的射频识别装置。

73.根据权利要求70所述的方法，进一步包括选择性地标记测试失败的射频识别装置。

74.根据权利要求73所述的方法，其中所述标记包括用一个或多个喷墨标记器来标记。

75.根据权利要求70所述的方法，其中所述近程传感器和所述测试器被可操作地连接到一台计算机，该计算机接收来自所述近程传感器的信号，并发送控制信号给所述测试器。

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