ES2589149T3 - Combinación de antena de vigilancia electrónica de artículos/identificación por radiofrecuencia - Google Patents

Abstract

Un dispositivo de antena que comprende: - una antena de bucle (112) que define una parte interior y un elemento de antena RFID (114), incluyendo el elemento de antena RFID una antena de parche RFID (120) y un plano de tierra (116), estando el elemento de antena RFID colocado dentro de la antena de bucle (112), caracterizado por que - dicha antena de bucle (112) es una antena EAS conectada a una circuitería de transmisor y receptor para transmitir y recibir señales EAS hacia y desde una etiqueta EAS (104), - dicho elemento de antena RFID (114) comprende un elemento dieléctrico (118) situado en dicho plano de tierra (116) dentro de la parte interior de dicha antena de bucle (112) y dicha antena de parche está situada sobre dicho elemento dieléctrico (118), en donde - dicha antena de parche (120) y/o dicho plano de tierra (116) tienen un patrón de conductor tramado.

Description

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DESCRIPCION

Combination de antena de vigilancia electronica de artlculos/identificacion por radiofrecuencia Campo de la invencion

La presente invencion se refiere, en general, a unos sistemas electronicos de seguridad y, en particular, a un diseno de antena que combina las caracterlsticas de la vigilancia electronica de artlculos (“EAS”) y de la identification por radiofrecuencia (“RFID”) de una manera tal que se reduce el tamano global de la antena.

Antecedentes de la invencion

Los sistemas de vigilancia electronica de artlculos (“EAS”) son sistemas de detection que permiten la identification de un marcador o una etiqueta dentro de una zona de detection dada. Los sistemas EAS tienen muchos usos, pero se usan mas a menudo como sistemas de seguridad para la prevention de hurtos en tiendas o sustraccion de los bienes en edificios de oficinas. Los sistemas EAS vienen en muchas formas diferentes y hacen uso de un numero de diferentes tecnologlas.

Un sistema EAS tlpico incluye una unidad electronica de detection, unas etiquetas y/o marcadores, y un desacoplador o un desactivador. Las unidades de detection pueden, por ejemplo, estar formadas como unidades de pedestal, enterradas bajo el suelo, montadas en paredes o colgadas de techos. Las unidades de detection se colocan en general en zonas de alto trafico, tales como las entradas y las salidas de las tiendas o los edificios de oficinas. Las etiquetas y/o marcadores tienen caracterlsticas especiales y estan disenados especlficamente para fijarse en o integrarse en la mercancla u otros objetos que tratan de proteger. Cuando una etiqueta activa pasa a traves de una zona de detection de etiqueta, el sistema EAS hace sonar una alarma, se activa una luz y/o se activan algunos otros dispositivos de alerta adecuados para indicar la retirada de la etiqueta de la zona prescrita.

Los sistemas EAS comunes funcionan con estos mismos principios generales usando o transceptores, cada uno de los cuales transmite y recibe, o un transmisor y un receptor individuales. Normalmente, el transmisor se coloca en un lado de la zona de detection y el receptor se coloca en el lado opuesto de la zona de detection. El transmisor produce una senal de excitation predeterminada en una zona de detection de etiquetas. En el caso de una tienda de venta al por menor, esta zona de detection se forma normalmente en una salida. Cuando una etiqueta EAS entra en la zona de detection, la etiqueta tiene una respuesta caracterlstica a la senal de excitation, que puede detectarse. Por ejemplo, la etiqueta puede responder a la senal enviada por el transmisor usando una union semiconductora simple, un circuito sintonizado compuesto por un inductor y un condensador, unas bandas o unos cables magneticos flexibles, o unos resonadores magneto acusticos que vibran. El receptor detecta posteriormente esta respuesta caracterlstica. Por diseno, la respuesta caracterlstica de la etiqueta es distintiva y no es probable que se cree por circunstancias naturales.

Los sistemas de identification por radiofrecuencia (“RFID”) se conocen tambien, en general, en la tecnica y pueden usarse para un numero de aplicaciones, tales como el inventario de gestion, el control de acceso electronico, los sistemas de seguridad, y la identification automatica de coches en carreteras de peaje. Un sistema RFID incluye normalmente un lector RFID y un dispositivo RFID. El lector RFID puede transmitir una senal portadora de radiofrecuencia al dispositivo RFID (“RF”). El dispositivo RFID puede responder a la senal portadora con una senal de datos codificada con la information almacenada por el dispositivo RFID.

La necesidad del mercado para combinar las funciones EAS y RFID en el entorno minorista esta emergiendo rapidamente. Muchas tiendas de venta al por menor que ahora tienen EAS para la protection del hurto en las tiendas se basan en la information del codigo de barras para controlar el inventario. RFID ofrece un control de inventario mas rapido y mas detallado que el codigo de barras. Las tiendas de venta al por menor ya pagan una cantidad considerable por las etiquetas rlgidas que son re-utilizables. La adicion de la tecnologla RFID a los sistemas EAS puede pagar facilmente el coste anadido debido a la mejora de la productividad en el control de inventario, as! como en la prevention de perdidas.

Ademas, con el fin de minimizar las interacciones entre los elementos EAS y RFID, los enfoques de combination de la tecnica anterior han colocado los dos elementos diferentes, es decir, el elemento EAS y el elemento RFID, lo suficientemente separados en un extremo de extremo, un lado por lado o de una manera apilada con el fin de reducir al mlnimo la interaction de cada elemento. Sin embargo, esto requiere un aumento significativo en el tamano total y en la huella de la antena de combination.

Los recientes intentos para reducir el tamano total y la huella de los elementos combinados EAS y RFID y crear una antena que tenga tanto las capacidades EAS como RFID han encontraron dificultades adicionales. Por ejemplo, tratar de hacer que las antenas EAS y RFID UHF trabajen juntas en el mismo espacio es diflcil porque las antenas RFID se disenan a menudo como una antena de parche que requieren un plano de tierra grande.

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Las antenas EAS a menudo se disenan como una antena de bucle. Es ventajoso colocar una antena de parche RFID dentro de la antena de bucle EAS. Sin embargo, los problemas surgen cuando esto se hace ya que el campo de transmision EAS se atenua de manera significativa debido a la creacion de corrientes parasitas en el plano de tierra RFID que se oponen al campo EAS. Aunque los disenos de antena alternativos no estan sujetos al problema mencionado anteriormente, si la antena RFID es un dipolo o una antena de tipo bobina helicoidal, este diseno alternativo no permite las antenas de parche.

Lo que se necesita es un diseno de antenas EAS y RFID combinadas que permita la colocacion de los elementos EAS y RFID en estrecha proximidad entre si con el fin de reducir el tamano total de la antena, mientras que al mismo tiempo se reduzcan los efectos de atenuacion de las corrientes parasitas.

El documento US 2005/0104789 A1 desvela un dispositivo de antena que comprende una antena de bucle que define una parte interior y un elemento de antena RFID, incluyendo el elemento de antena RFID una antena de parche RFID y un plano de tierra. El elemento de antena RFID se coloca dentro de la antena de bucle.

El documento EP 0 911 906 B1 desvela un dispositivo de comunicaciones inalambricas portatil como un telefono movil que comprende una estructura de antena plana transparente que recubre una pantalla de cristal llquido del dispositivo. La antena plana transparente se superpone a la pantalla de visualizacion electronica plana de tal manera que la pantalla se ve a traves de la primera antena plana transparente.

Los resumenes de patentes de Japon 2006303846 A desvelan una antena de parche de rejilla que comprende un conjunto de pequenos conductores con forma de alambre. El conjunto de antenas garantiza que ningun alcance visual se interrumpe.

El documento EP 0 188 345 B1 desvela una antena en una construction intercalada que funciona a una primera frecuencia nominal y que comprende una estructura intercalada de llnea de transmision con un plano de tierra, al menos una capa dielectrica y un segundo plano conductor que consiste en una o mas zonas conductoras formadas para definir un conjunto de radiadores de placa plana o radiadores de ranura dimensionados de acuerdo con la primera frecuencia nominal. Las zonas conductoras estan formadas por una red conductora que aparece como un conductor continuo.

Sumario de la invencion

La presente invencion esta dirigida a un dispositivo de antena de acuerdo con la reivindicacion 1.

Las reivindicaciones dependientes 2 - 6 estan dirigidas a las caracterlsticas adicionales en combination con la reivindicacion independiente 1 por beneficio.

Breve descripcion de los dibujos

Una comprension mas completa de la presente invencion, y de las ventajas y caracterlsticas consiguientes de la misma, se comprenderan mas facilmente por referencia a la siguiente descripcion detallada cuando se considera junto con los dibujos adjuntos en los que:

la figura 1 es un diagrama de bloques de un sistema de detection que combina la vigilancia electronica de artlculos/la identification por radiofrecuencia, construido de acuerdo con los principios de la presente invencion; la figura 2 es una vista delantera de una antena de bucle EAS usada en el sistema de deteccion que combina la vigilancia electronica de artlculos/la identificacion por radiofrecuencia de la figura 1;

la figura 3 es una vista delantera de una antena de parche RFID usada en el sistema de deteccion que combina la vigilancia electronica de artlculos/la identificacion por radiofrecuencia de la figura 1; la figura 4 es una vista lateral de la antena de parche RFID de la figura 3;

la figura 5 es una vista delantera de una antena de parche RFID que tiene un patron tramado y usada en el sistema de deteccion que combina la vigilancia electronica de artlculos/la identificacion por radiofrecuencia de la figura 1;

la figura 6 es una vista delantera de una antena que combina EAS/RFID usada en el sistema de deteccion que

combina la vigilancia electronica de artlculos/la identificacion por radiofrecuencia de la figura 1;

la figura 7 es una vista delantera de un lector de mano que tiene la antena que combina EAS/RFID de la figura 6;

y

la figura 8 es una vista en perspectiva de un lector de mano que tiene la antena que combina EAS/RFID de la figura 6.

Descripcion detallada de la invencion

La presente invencion se dirige hacia un diseno de antena que tiene tanto elementos EAS como RFID. La antena combina una antena de bucle EAS con una antena de parche RFID y puede usarse en los sistemas EAS/RFID tales como los lectores de mano de combinacion, los desactivadores de mesa y los pedestales. Un patron tramado se

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aplica a un plano de tierra RFID y a una antena de parche. La antena RFID incluye un plano de tierra, un elemento dielectrico y un parche. La antena RFID tramada se coloca proxima a una antena de bucle EAS. En una realizacion, la antena de parche RFID esta colocada dentro de la antena de bucle EAS. En esta realizacion, el plano de tierra RFID es sustancialmente coplanario con y se coloca dentro de la zona interior de la antena de bucle EAS. En otra realizacion, la antena RFID es sustancialmente no coplanaria con respecto a la antena de bucle EAS y esta colocada en la parte delantera de o por detras de la antena de bucle EAS. En otra realizacion, uno o ambos de entre el parche RFID y el plano de tierra estan grabados en uno de varios patrones de conductores tramados.

En otra realizacion, tanto el parche RFID como el plano de tierra se traman en uno de varios patrones de tramado. Haciendo referencia ahora a las figuras de los dibujos en los que las referencias designadoras se refieren a elementos iguales, se muestra en la figura 1 un diagrama de un sistema a modo de ejemplo construido de acuerdo con los principios de la presente invencion y designado en general como “100”. La figura 1 ilustra un sistema que incluye un lector de combination EAS/RFID 102 y uno o mas dispositivos de comunicacion remotos (etiquetas) 104 fijados en uno o mas artlculos. Aunque se muestran solo un lector 102 y una etiqueta 104 en la figura, 1, la invencion no esta tan limitada y puede incluir cualquier numero de estos dispositivos.

El sistema 100 representa un sistema de vigilancia que combina las caracterlsticas de prevention de robo de un sistema de seguridad EAS con las caracterlsticas de identification de elemento de un sistema de identification RFID. El sistema 100 tiene la capacidad de alertar a los empleados del personal de un posible robo mientras el cliente esta todavla dentro de la tienda. La combinacion de la tecnologla EAS con la tecnologla RFID puede proporcionar potencialmente a los fabricantes un gran beneficio ya que pueden usar RFID para rastrear el inventario a traves de la cadena de suministro y usar EAS para asegurar los objetos en la superficie de venta al por menor.

Haciendo referencia de nuevo a la figura 1, el lector de combinacion EAS/RFID 102 puede estar en la forma de, por ejemplo, una unidad de lectura usada para transmitir las senales de interrogation 106 a la etiqueta 104. El lector 102 puede incluir un modulo de radio frecuencia (transmisor y receptor), una unidad de control, un elemento de acoplamiento para las etiquetas, y una fuente de alimentation. Ademas, muchos lectores estan equipados con hardware de interfaz para que puedan enviar los datos recibidos desde las etiquetas a otro sistema, por ejemplo, un PC, unos sistemas de control automatico, etc.

Un lector 102 incluye una antena de combinacion EAS/RFID 108 que tiene tanto elementos EAS como elementos RFID. La antena 108 emite unas senales de radio para activar la etiqueta 104 y leer y/o escribir datos en la misma. La antena 108 proporciona el conducto entre la etiqueta 104 y el lector 102, que controla la adquisicion de datos y la comunicacion del sistema. El campo electromagnetico producido por la antena 108 esta constantemente presente si varias etiquetas estan pasando continuamente a traves de la zona de interrogacion. Si la interrogacion constante no es un requisito de aplicacion, entonces un dispositivo de detection puede activar el campo electromagnetico conservando de este modo la energla.

La etiqueta 104 es un transmisor/respondedor electronico, normalmente colocado sobre o integrado dentro de un objeto, lo que representa el dispositivo de soporte de datos real de un sistema de interrogacion EAS/RFID. La etiqueta 104 responde a una senal de solicitud transmitida o comunicada 106 para sus datos codificados desde un interrogador, es decir, el lector 102. Las etiquetas 104 emiten senales inalambricas a traves de una interfaz aerea abierta usando ondas de radiofrecuencia para comunicarse entre si. Las etiquetas incluyen un elemento EAS, tal como un componente magnetoacustico (“AM”) y/o un componente RFID activo o pasivo.

El lector 102 emite ondas de radio en un intervalo de interrogacion, variando el intervalo en funcion de la potencia de salida y la frecuencia usada. A medida que una etiqueta 104 entra y pasa a traves de la zona electromagnetica, se detecta la senal de activation del lector. A continuation, el lector 102 decodifica los datos codificados dentro del circuito integrado (CI) de la etiqueta y pasa los datos a un ordenador central para su procesamiento. Normalmente, la antena 108 esta empaquetada con el transceptor y un decodificador en el lector 102. El lector EAS/RFID 102 puede ser un dispositivo de mano o estar en una configuration de colocation fija/montaje fijo en funcion de la aplicacion deseada. La antena 108 incluye una antena de bucle EAS y una antena de parche RFID, cada una de las cuales se describe en mayor detalle a continuacion. La antena 108 es capaz de transmitir senales de interrogacion EAS y/o RFID 106 a una etiqueta 104 y tambien es capaz de recibir senales de comunicacion de respuesta 110 desde la etiqueta 104.

En la figura 2, se muestra una antena de bucle EAS 112. Como se ha tratado anteriormente, la antena de combinacion EAS/RFID 108 tiene tanto un elemento EAS como un elemento RFID. La antena de bucle EAS 112 representa el elemento de antena EAS 108. La antena de bucle EAS 112 es normalmente de una forma en general circular o rectangular y se acciona por el circuito transmisor cuando la antena de bucle EAS 112 se usa como una antena de transmision. La antena de bucle EAS 112 tambien esta acoplada electricamente a y acciona la circuiterla del receptor cuando la antena se usa como una antena de receptor. Ademas de la configuracion de la antena representada en la figura 2, otros tamanos de bucle, formas o configuraciones podrlan emplearse y usarse con la presente invencion. La corriente puede fluir en una antena de bucle EAS 112, o en el sentido de la agujas del reloj o en el sentido contrario a las agujas del reloj.

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La corriente que fluye a traves del bucle de la antena EAS 112 establece un campo magnetico que tiene un flujo magnetico que se extiende concentricamente desde al menos una parte de la antena y en general perpendicular a la direccion de flujo de corriente como es bien conocido en la tecnica. Una fuente de corriente acoplada electricamente a la antena de bucle EAS 112 suministra corriente a la antena 112 que es capaz de suministrar suficiente corriente a la antena 112 para desarrollar unos campos de energla electromagnetica. La fuente de corriente puede ser un transmisor convencional que tiene un oscilador de senal y una red de amplificador/filtro adecuada de un tipo capaz de accionar la impedancia de carga presentada por la antena de bucle EAS 112. Como se apreciara, la frecuencia a la que la antena 112 irradia los campos electromagneticos depende sustancialmente de la velocidad de oscilacion del transmisor. Por lo tanto, la frecuencia puede establecerse y ajustarse ajustando de forma adecuada el transmisor de una manera bien conocida.

Ademas, la circuiterla de receptor puede estar acoplada electricamente a la antena de bucle EAS 112 para recibir la energla electromagnetica desde una antena de transmision y/o desde el circuito resonante de una etiqueta para generar una senal indicativa de si una etiqueta esta presente en las proximidades de la antena de bucle EAS 112.

En las figuras 3 y 4, se muestra una realizacion de una antena de parche RFID 114 usada de acuerdo con la presente invention. En una realizacion, la antena de parche RFID 114 incluye un plano de tierra 116, en el que esta colocado un elemento dielectrico 118. Una antena de parche 120 esta colocada sobre el elemento dielectrico 118. La realizacion representada en las figuras 3 y 4 es a modo de ejemplo solamente y pueden usarse otras configuraciones de la antena de parche RFID.

La figura 5 ilustra una realizacion de la presente invencion donde la antena de parche RFID 114 incluye un patron de trama en el plano de tierra 116 y tambien en el parche 120. En otra realizacion, el patron de trama existe solo en el parche 120. En otra realizacion mas, solo el plano de tierra 116 incluye un patron de trama. El patron de trama representado en la figura 5 representa una segmentation de los conductores a lo largo de la antena de parche 120 y/o del plano de tierra 116, tal como por grabacion durante el proceso de fabrication. La discontinuidad de los conductores minimiza las corrientes parasitas que se producen por la antena de bucle EAS 112 fragmentando los planos a las frecuencias EAS producidas por las transmisiones de senal de la antena de bucle EAS.

La figura 6 ilustra una antena RFID tramada 114, que incluye tanto un plano de tierra tramado 116 como un parche tramado 120, sustancialmente coplanario con respecto a la antena de bucle EAS 112. En esta realizacion, la antena RFID 114 esta colocada dentro del interior de la antena de bucle EAS 112. El resultado es una antena de combination 108 tanto con capacidad de transmision RFID como EAS, que tiene una huella global reducida. La antena de combinacion 108 ocupa de manera ventajosa menos espacio que otras antenas de combinacion, permitiendo de este modo que la antena 108 se incorpore dentro de los lectores, los pedestales, los tableros de mesa y otros lugares en los que otras antenas de combinacion no ajustarlan. En otras realizaciones, la antena de parche RFID 114 esta colocada proxima a la antena de bucle EAS 112, pero no dentro de la misma. Por ejemplo, la antena de parche RFID 114 podrla no ser coplanaria con respecto a la antena de bucle EAS 112 tal como colocada detras o delante de la antena de bucle EAS 112. El resultado en estas configuraciones es una antena de combinacion 108 con una huella reducida en comparacion con otras antenas de combinacion. La segmentacion o el patron o la pantalla discontinua del diseno tramado sirven para fragmentar las frecuencias EAS permitiendo al mismo tiempo que no se vean afectadas las frecuencias de transmision de la antena RFID.

Los disenos de trama que se muestran en las figuras 5 y 6 son solo ilustrativos y la invencion no esta limitada a un diseno de trama especlfico. En una realizacion, la antena RFID 114 esta colocada dentro del interior de la antena de bucle EAS 112, manteniendo de este modo el tamano total de la antena de combinacion a un mlnimo, lo que permite que pueda integrarse dentro de pequenos lectores, pedestales y similares. Ademas, a pesar de la proximidad de la antena RFID 114 y la antena de bucle EAS 112, la atenuacion del campo de transmision EAS debido a las corrientes parasitas se reduce por la segmentacion del patron de trama RFID.

Las figuras 7 y 8 ilustran una realizacion de la presente invencion en la que un lector de mano 102 incluye una circuiterla de transmision configurada para emitir una senal de interrogation. La senal de interrogation incluye al menos una de entre una senal EAS y una senal RFID. El lector 102 tambien incluye una circuiterla de reception configurada para recibir una senal de respuesta en respuesta a la senal de interrogacion. El lector 102 incluye ademas una antena de bucle EAS 112 para transmitir la senal EAS, donde la antena de bucle EAS 112 define una parte interior, y un elemento de antena RFID que tiene una antena de parche RFID 114 para transmitir la senal RFID, donde la antena de parche RFID 114 se coloca dentro del interior de la antena EAS de bucle abierto 112. El plano de tierra tramado 116, el dielectrico118, y el parche 120 pueden verse claramente dentro del interior de la antena de bucle EAS 112. Esta realizacion muestra un lector de mano 102 con un parche no tramado 120. Sin embargo, el lector de mano 102 puede incluir un parche 120 que tenga un patron de tramado al igual que el patron del plano de tierra 116. Como alternativa, el plano de tierra 116 podrla tener un patron de trama que sea diferente del patron de trama del parche 120.

Se apreciara por los expertos en la materia que la presente invencion no se limita a lo que se ha mostrado especlficamente y descrito anteriormente en el presente documento. Ademas, a menos que se haga mention anteriormente de lo contrario, deberla observarse que todos los dibujos adjuntos no estan a escala. Son posibles

varias modificaciones y variaciones a la luz de las ensenanzas anteriores sin alejarse del alcance y del esplritu de la invencion, que esta limitada solamente por las siguientes reivindicaciones.

Claims (6)

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   REIVINDICACIONES

   1. Un dispositivo de antena que comprende:

   - una antena de bucle (112) que define una parte interior y un elemento de antena RFID (114), incluyendo el elemento de antena RFID una antena de parche RFID (120) y un plano de tierra (116), estando el elemento de antena RFID colocado dentro de la antena de bucle (112), caracterizado por que

   - dicha antena de bucle (112) es una antena EAS conectada a una circuiterla de transmisor y receptor para transmitir y recibir senales EAS hacia y desde una etiqueta EAS (104),

   - dicho elemento de antena RFID (114) comprende un elemento dielectrico (118) situado en dicho plano de tierra (116) dentro de la parte interior de dicha antena de bucle (112) y dicha antena de parche esta situada sobre dicho elemento dielectrico (118), en donde

   - dicha antena de parche (120) y/o dicho plano de tierra (116) tienen un patron de conductor tramado.
2. 2. El dispositivo de antena de la reivindicacion 1,

   caracterizado por que

   la segmentacion del patron de conductor tramado sirve para fragmentar las frecuencias EAS de la antena de bucle (112).
3. 3. El dispositivo de antena de la reivindicacion 1,

   caracterizado por que

   el elemento de antena RFID (114) es coplanario con respecto a la antena de bucle EAS (112).
4. 4. El dispositivo de antena de las reivindicaciones 1 - 3,

   caracterizado por que

   el patron de conductor tramado del plano de tierra (116) es diferente del patron de conductor tramado de la antena de parche RFID (114).
5. 5. El dispositivo de antena de las reivindicaciones 1 - 3,

   caracterizado por que

   el patron de conductor tramado del plano de tierra (116) es el mismo que el patron de conductor tramado de la antena de parche RFID (114).
6. 6. El dispositivo de antena de una de las reivindicaciones anteriores,

   caracterizado por que

   dicho elemento dielectrico (118) esta colocado entre el plano de tierra (116) y la antena de parche (120).