域的技術(shù)人員來說根據(jù)該描述將是顯而易見的，或者通過實(shí)施包括以下詳細(xì)描述、權(quán)利要求書以及附圖的本文所述的發(fā)明可認(rèn)識(shí)到。
[0020]應(yīng)當(dāng)理解的是，以上一般描述和以下詳細(xì)描述兩者給出諸實(shí)施例，并旨在提供用于理解實(shí)施例的本質(zhì)和特性的概觀或框架。包括的附圖提供了對(duì)實(shí)施例的進(jìn)一步的理解，且被結(jié)合在本說明書中并構(gòu)成說明書的一部分。附圖示出實(shí)施例的各個(gè)實(shí)施例，并與說明書一起用于解釋實(shí)施例的原理和操作。
【附圖說明】
[0021]圖1是示出了通過示例性RFID標(biāo)簽的RFID標(biāo)簽天線接收的來自RFID讀取器的示例性的RF功率作為時(shí)間的函數(shù)的曲線圖；
[0022]圖2是示出了被配置成在RFID標(biāo)簽經(jīng)歷正功率裕度時(shí)將從過量接收的RF功率導(dǎo)出的過量能量存儲(chǔ)在能量存儲(chǔ)設(shè)備中并且在RFID標(biāo)簽經(jīng)歷負(fù)功率裕度時(shí)獲取能量存儲(chǔ)設(shè)備中的存儲(chǔ)的能量以提供功率以操作RFID標(biāo)簽的示例性RFID標(biāo)簽的示意圖；
[0023]圖3是示出了圖2中的RFID標(biāo)簽在正功率裕度條件期間將從過量接收的RF功率導(dǎo)出的過量能量存儲(chǔ)在能量存儲(chǔ)設(shè)備中以及當(dāng)在負(fù)功率裕度條件期間足夠的RF功率不可用于RFID標(biāo)簽操作時(shí)獲取能量存儲(chǔ)設(shè)備中的存儲(chǔ)的能量以提供功率以操作RFID標(biāo)簽的示例性過程的流程圖；
[0024]圖4是設(shè)置在圖2中的RFID標(biāo)簽中的示例性RFID集成電流(IC)芯片的示意圖，其中示出了與從過量接收的RF功率導(dǎo)出的能量存儲(chǔ)以及在RFID IC芯片中所提供的能量共孚有關(guān)連的不例性部件；
[0025]圖5示出了由在中間的RFID標(biāo)簽配備的雙工LC光纖適配器處電連接的兩個(gè)RFID標(biāo)簽配備的雙工LC光纖連接器組成的示例性過量RF功率存儲(chǔ)和功率共享RFID標(biāo)簽連接系統(tǒng)的俯視透視圖；
[0026]圖6是示出了可被設(shè)置在圖5的RFID標(biāo)簽連接系統(tǒng)中的示例性過量RF功率存儲(chǔ)和功率共享RFID標(biāo)簽連接系統(tǒng)(“RFID標(biāo)簽連接系統(tǒng)”)的示意圖，該RFID標(biāo)簽連接系統(tǒng)由三個(gè)示例性電連接的RFID標(biāo)簽組成，其中RFID標(biāo)簽被配置成在RFID標(biāo)簽經(jīng)歷正功率裕度時(shí)將從過量接收的RF功率導(dǎo)出的過量能量存儲(chǔ)在共享的能量存儲(chǔ)設(shè)備中，并且在RFID標(biāo)簽(多個(gè))經(jīng)歷負(fù)功率裕度時(shí)獲取共享的能量存儲(chǔ)設(shè)備中的存儲(chǔ)的能量以提供功率以操作RFID標(biāo)簽(多個(gè))；
[0027]圖7A是示出了當(dāng)在RFID標(biāo)簽中采用電荷泵以增加在共享的能量存儲(chǔ)設(shè)備上可獲得的電壓時(shí)，針對(duì)RFID標(biāo)簽的某些連接組合，作為RFID標(biāo)簽功率裕度的函數(shù)的可用于對(duì)圖5和6中的RFID標(biāo)簽連接系統(tǒng)中的共享的能量存儲(chǔ)設(shè)備中的電容器充電的示例性充電電流的曲線圖；
[0028]圖7B是示出了當(dāng)未在RFID標(biāo)簽中采用電荷泵時(shí)，針對(duì)RFID標(biāo)簽的某些連接組合，作為RFID標(biāo)簽功率裕度的函數(shù)的可用于對(duì)圖5和6中的RFID標(biāo)簽連接系統(tǒng)中的共享的能量存儲(chǔ)設(shè)備中的電容器充電的示例性充電電流的曲線圖；
[0029]圖8A是示出了當(dāng)在RFID標(biāo)簽中采用電荷泵時(shí)，針對(duì)RFID標(biāo)簽的某些連接組合，作為RFID標(biāo)簽功率裕度的函數(shù)的在啟動(dòng)處對(duì)圖5和6中的RFID標(biāo)簽連接系統(tǒng)中的共享的能量存儲(chǔ)設(shè)備中的電容器組完全地充電的示例性時(shí)間的曲線圖；
[0030]圖8B是示出了當(dāng)未在RFID標(biāo)簽中采用電荷泵時(shí)，針對(duì)RFID標(biāo)簽的某些連接組合，作為RFID標(biāo)簽功率裕度的函數(shù)的在啟動(dòng)處對(duì)圖5和6中的RFID標(biāo)簽連接系統(tǒng)中的共享的能量存儲(chǔ)設(shè)備中的電容器組完全地充電的示例性時(shí)間的曲線圖；
[0031]圖9A是示出了當(dāng)在RFID標(biāo)簽中采用電荷泵時(shí)，圖2中的RFID標(biāo)簽和圖5和6中的RFID標(biāo)簽連接系統(tǒng)中的RFID標(biāo)簽的某些連接組合可在失去RF功率之后通過從共享的能量存儲(chǔ)設(shè)備中獲取存儲(chǔ)的能量來保持操作的示例性時(shí)間的圖表；
[0032]圖9B是示出了當(dāng)未在RFID標(biāo)簽中采用電荷泵時(shí)，圖2中的RFID標(biāo)簽和圖5和6中的RFID標(biāo)簽連接系統(tǒng)中的RFID標(biāo)簽的某些連接組合可在失去RF功率之后通過從共享的能量存儲(chǔ)設(shè)備中獲取存儲(chǔ)的能量來保持操作的示例性時(shí)間的圖表；
[0033]圖1OA是示出了當(dāng)在RFID標(biāo)簽中采用電荷泵時(shí)，對(duì)于單個(gè)RFID標(biāo)簽(諸如圖2中的RFID標(biāo)簽)在RFID標(biāo)簽的正功率裕度時(shí)間期間從RFID標(biāo)簽的啟動(dòng)處的作為時(shí)間的函數(shù)的示例性電容器組電壓的曲線圖；
[0034]圖1OB是示出了當(dāng)未在RFID標(biāo)簽中采用電荷泵時(shí)，對(duì)于單個(gè)RFID標(biāo)簽(諸如圖2中的RFID標(biāo)簽)在RFID標(biāo)簽的正功率裕度時(shí)間期間從RFID標(biāo)簽的啟動(dòng)處的作為時(shí)間的函數(shù)的示例性電容器組電壓的曲線圖；
[0035]圖1IA-1IC是示出了在圖5和6的RFID標(biāo)簽連接系統(tǒng)中的RF功率存儲(chǔ)和功率共享中的作為時(shí)間的函數(shù)的通過三個(gè)示例性電連接的RFID標(biāo)簽的RFID標(biāo)簽天線接收的示例性的RF功率的曲線圖；
[0036]圖12A-12C是示出了當(dāng)采用圖5和6的RFID標(biāo)簽連接系統(tǒng)中的過量RF功率存儲(chǔ)和功率共享時(shí)作為時(shí)間的函數(shù)的三個(gè)示例性的電連接的RFID標(biāo)簽的示例性開/關(guān)狀態(tài)的曲線圖；
[0037]圖13是示出了可用于向圖2中的RFID標(biāo)簽的視覺指示器供能的示例性的可能電流的曲線圖；以及
[0038]圖14是包括過量RF功率存儲(chǔ)和功率共享RFID標(biāo)簽連接系統(tǒng)的示例性應(yīng)用的示意圖。
詳細(xì)描述
[0039]現(xiàn)在詳細(xì)參考實(shí)施例，其示例在附圖中示出，附圖中示出一些但并非全部實(shí)施例。事實(shí)上，實(shí)施例可表現(xiàn)為很多不同的形式且在本文中不應(yīng)解釋為限制；相反，提供這些實(shí)施例以使得本公開滿足生效的法律要求。將盡可能地使用相似附圖標(biāo)記來表示相似的部件或部分。
[0040]本文中所公開的實(shí)施例包括過量射頻(RF)功率存儲(chǔ)和功率共享RF識(shí)別(RFID)標(biāo)簽。本文中還公開了相關(guān)的RFID標(biāo)簽連接系統(tǒng)和方法。在本文中所公開的實(shí)施例中的過量RF功率存儲(chǔ)和功率共享RFID標(biāo)簽以及相關(guān)的RFID標(biāo)簽連接系統(tǒng)和方法允許連接的RFID標(biāo)簽將從過量接收的RF功率導(dǎo)出的過量能量存儲(chǔ)在共享的能量存儲(chǔ)設(shè)備中。以此方式，單獨(dú)的RFID標(biāo)簽或RFID標(biāo)簽連接系統(tǒng)中的一組連接的RFID標(biāo)簽可在目前尚未從RFID讀取器接收到足夠的RF功率時(shí)的短暫時(shí)間段內(nèi)繼續(xù)操作。在RFID標(biāo)簽連接系統(tǒng)中的連接的RFID標(biāo)簽之中共享共享的能量存儲(chǔ)設(shè)備中的從過量接收的RF功率導(dǎo)出的存儲(chǔ)能量可顯著地緩解RF功率中斷的問題。
[0041]本文中所公開的實(shí)施例還包括RFID標(biāo)簽中的過量RF功率存儲(chǔ)以及相關(guān)的方法。RFID標(biāo)簽被配置成在所接收的RF功率滿足或超過RFID標(biāo)簽的操作閾值功率的情況下從無線RF信號(hào)中的接收的RF功率中被供能。RFID標(biāo)簽還進(jìn)一步被配置成在所接收的RF功率超過RFID標(biāo)簽的操作閾值功率的情況下將從過量RF功率導(dǎo)出的過量能量存儲(chǔ)在能量存儲(chǔ)設(shè)備中。以此方式，當(dāng)來自RFID標(biāo)簽天線的接收的RF功率未包含足夠的功率以操作RFID標(biāo)簽時(shí)，RFID標(biāo)簽可從由能量存儲(chǔ)設(shè)備中的先前存儲(chǔ)的過量能量所提供的功率中進(jìn)行操作。
[0042]在這方面，圖2是示出了示例性RFID標(biāo)簽20的示意圖，該RFID標(biāo)簽20被配置成在RFID標(biāo)簽20經(jīng)歷正功率裕度時(shí)，將從來自RFID讀取器22的過量接收的RF功率導(dǎo)出(derive)的過量能量存儲(chǔ)在能量存儲(chǔ)設(shè)備36中。如還將在下面進(jìn)行討論的，圖2中的RFID標(biāo)簽20還被配置成在RFID標(biāo)簽20經(jīng)歷負(fù)功率裕度時(shí)獲取(access)能量存儲(chǔ)設(shè)備36中的存儲(chǔ)的能量以提供功率來操作RFID標(biāo)簽20。RFID標(biāo)簽20可以是無源RFID標(biāo)簽、半有源RFID標(biāo)簽或者有源RFID標(biāo)簽。然而，RFID標(biāo)簽20的過量RF功率存儲(chǔ)和能量獲取特征對(duì)于需要外部RF功率被RFID標(biāo)簽20的RFID標(biāo)簽天線26 (或“天線26” )接收的無源RFID標(biāo)簽來說可能是尤其有用的。圖2中的RFID標(biāo)簽天線26是單極天線。然而，RFID標(biāo)簽天線26可以是期望的任何類型的天線，包括但不限于單極天線、偶極天線、縫隙天線和環(huán)形天線。如果需要或期望的話，還可包括可選的匹配網(wǎng)路27以提供RFID標(biāo)簽天線26和RFID標(biāo)簽20之間的阻抗匹配。
[0043]RFID標(biāo)簽20的正功率裕度(即，過量功率)與由RFID標(biāo)簽20從RFID讀取器22接收的無線RF信號(hào)的輸出功率減去打開RFID IC 28所需的RF功率有關(guān)。例如，聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)將遞送到RFID讀取器天線的輸出功率限制到三十(30)dBm(對(duì)于天線增益<6dBi)或I瓦特(W)。將有損耗存在于RFID讀取器22天線和RFID標(biāo)簽天線26之間，該損耗支配(govern)到達(dá)RFID標(biāo)簽20的RF功率的級(jí)別。實(shí)驗(yàn)上，通過逐漸地增加RFID讀取器輸出功率并確定RFID標(biāo)簽第一次打開并能夠與RFID讀取器進(jìn)行通信的最小的輸出功率來測量給定系統(tǒng)中的RFID標(biāo)簽的功率裕度。例如，考慮到RFID標(biāo)簽20，在功率裕度測量期間，其在RFID讀取器22輸出功率處于17dBm時(shí)第一次被RFID讀取器22檢測到。在此示例中，RFID標(biāo)簽20的功率裕度將是13dB(30dB - 17dB)。這意味著在此示例中，RFID標(biāo)簽20將經(jīng)歷比操作所需的高出13dB的RF場強(qiáng)度，其是正功率裕度。
[0044]繼續(xù)參見圖2，RFID標(biāo)簽20的RFID標(biāo)簽天線26被電耦合至RFID集成電路(IC) 28 (或 “1C 28”)。例如，可以 RFID IC 芯片 30 的形式提供 RFID IC 28。RFID IC 28包含用于RFID標(biāo)簽20的操作的電路，包括配置成接收由RFID讀取器22所發(fā)射的無線RF信號(hào)32的接收器電路。如果RFID標(biāo)簽天線26是在RFID讀取器22的傳輸范圍內(nèi)，則無線RF信號(hào)32由RFID標(biāo)簽天線26所接收并且RFID標(biāo)簽天線26被配置成接收無線RF信號(hào)32的信號(hào)頻率或多個(gè)信號(hào)頻率。RFID IC 28還可包含可被用于存儲(chǔ)與RFID標(biāo)簽20有關(guān)的信息(諸如標(biāo)識(shí)信息或其它期望的信息)的存儲(chǔ)器34。該信息可由RFID標(biāo)簽20被傳送至RFID讀取器22以用于任何期望用途或目的。RFID IC 28還可被配置成將其它信息存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器34中并且傳送與RFID標(biāo)簽20或與RFID標(biāo)簽20相關(guān)聯(lián)的部件相關(guān)聯(lián)的該信息。
[0045]圖2中的RFID標(biāo)簽20需要特定量的功率來打開RFID IC 28。在這方面，RFID標(biāo)簽20被配置成將包含在由RFID標(biāo)簽20的RFID標(biāo)簽天線26所接收的無線RF信號(hào)32中的RF功率用于操作功率。RF功率可被提供至RFID IC 28以提供功率以用于RFID標(biāo)簽20操作。如果RFID標(biāo)簽20是無源RFID標(biāo)簽，則以無線RF信號(hào)32接收的RF功率是被提供至RFID標(biāo)簽20以用于操作的唯一形式的外部功率。在此示例中，用于RFID標(biāo)簽20操作的功率必須在用于RFID IC 28的操作閾值功率處或之上。RFID IC 28還可需要被開啟以用于操作的定義的最小閾值電壓。作為示例，用于開啟RFID IC 28的最小閾值電壓可以是1.0伏特(V)，這作為非限制性示例。當(dāng)來自接收的無線RF信號(hào)32的RF功率足夠滿足或超過RFID IC 28的操作閾值功率時(shí)，RFID標(biāo)簽20是操作的。然而，如果來自接收的無線RF信號(hào)32的RF功率未滿足或超過RFID IC 28的操作閾值功率，則不能開啟RFID IC 28以用于RFID標(biāo)簽20操作，除非提供另一個(gè)電源。
[0046]就這一點(diǎn)而言，如圖2中所示，在RFID標(biāo)簽20中提供能量存儲(chǔ)設(shè)備36。能量存儲(chǔ)設(shè)備36的電容器組38被配置成存儲(chǔ)超過開啟和操作RFID IC 28所消耗的RF功率的過量能量，該過量能量從來自所接收的無線RF信號(hào)32的接收RF功率中導(dǎo)出。可在正功率裕度條件期間被存儲(chǔ)在RFID標(biāo)簽20的能量存儲(chǔ)設(shè)備36中的該過量能量在本文中也被稱為“過量接收的RF功率”。如果RFID標(biāo)簽20是包含用于操作的電池的半有源RFID標(biāo)簽，則能量存儲(chǔ)設(shè)備36可以是或包括半無源RFID標(biāo)簽的電池，該電池可從過量接收的RF功率中進(jìn)行充電(例如，進(jìn)行涓流充電)。開啟和操作RFID標(biāo)簽20所需的RF功率被稱為RFID標(biāo)簽20的操作閾值功率。因此，當(dāng)無線RF信號(hào)32目前尚未被RFID標(biāo)簽20接收到或者所接收的無線RF信號(hào)32中的RF功率不足以開啟和操作RFID IC 28時(shí)，“負(fù)功率裕度”條件存在于RFID標(biāo)簽20中。在此場景中，可獲取先前在RFID標(biāo)簽20的正功率裕度條件期間被存儲(chǔ)在電容器組38中的存儲(chǔ)的能量以提供功率以開啟和/或維持RFID標(biāo)簽20的現(xiàn)有操作狀態(tài)。
[0047]繼續(xù)參見圖2，能量存儲(chǔ)設(shè)備36可以是或包括電容器組38。電容器組38可包括一個(gè)或多個(gè)電容器。在圖2中的該示例中的電容器組38包括并聯(lián)地設(shè)置和連接以形成電容器組38的四個(gè)電容器38 (I) -38 (4)，每一個(gè)具有4.7微法拉(μ F)。在該實(shí)施例中，電容器組38在一側(cè)上被電連接至接地節(jié)點(diǎn)40Α并且在另一側(cè)上被電連接至DC輸入/輸出(DC1)功率節(jié)點(diǎn)40Β，該功率節(jié)點(diǎn)40Β被連接至功率輸入/輸出開關(guān)42。因此，當(dāng)RFID標(biāo)簽20目前接收到有足夠的功率來開啟RFID標(biāo)簽20的無線RF信號(hào)32并且過量的功率存在時(shí)，“正功率裕度”條件存在于RFID標(biāo)簽20中。在此場景中，功率輸入/輸出開關(guān)42將電容器組38連接至輸出節(jié)點(diǎn)(EXP) 40D以將從所接收的過量RF功率導(dǎo)出的過量能量存儲(chǔ)在電容器組38中。然而，當(dāng)無線RF信號(hào)32目前尚未被RFID標(biāo)簽20接收到或者所接收的無線RF信號(hào)32中的RF功率不足以開啟和操作RFID標(biāo)簽20時(shí)，“負(fù)功率裕度”條件存在于RFID標(biāo)簽20中。在此場景中，當(dāng)功率輸入/輸出開關(guān)42被設(shè)置成將電容器組38連接到輸入節(jié)點(diǎn)(IMP)40C時(shí)，可獲取先前在正功率裕度條件期間被存儲(chǔ)在電容器組38中的能量以提供功率以開啟和/或維持RFID標(biāo)簽20的現(xiàn)有操作狀態(tài)。就這一點(diǎn)而言，作為非限制性示例，功率輸入/輸出開關(guān)42可以是單刀雙擲開關(guān)以在輸入節(jié)點(diǎn)40C和輸出節(jié)點(diǎn)40D之間切換。
[0048]注意如以上所討論的圖2中，在電容器組38中，彼此并聯(lián)地提供和設(shè)置多個(gè)電容器38(1)-38(4)。對(duì)于在電容器組38中提供多個(gè)電容器，可能存在若干原因。具有期望的電容的單個(gè)電容器可能不是可用的。而且，歸因于包裝或其它幾何限制或考慮，提供幾個(gè)較小的電容器以形成電容組38的總的期望的電容可能是更可行的。而且，出于冗余的目的，可能期望提供并聯(lián)地耦合的多個(gè)電容器以提供給定電容器組38的總電容。以此方式，如果