(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）パルス幅変調器と、
（ｂ）該変調器からのソース信号の周波数の生成を制御するマイクロプロセッサと、
（ｃ）インダクタと、
（ｄ）増幅器から該ソース信号を受信し、該ソース信号を該インダクタに送信する複数のリレー接点およびコンデンサであって、該インダクタおよびコンデンサは共鳴信号を生成する、リレー接点およびコンデンサと、
（ｅ）搬送波信号として該共鳴信号を送信する１つ以上のリレー接点を介して該コンデンサと通信するゲートと、
（ｆ）該ソース信号と共に該搬送波信号をゲーティングし、結晶を用いてゲーティングのための比較信号を生成し、一連のパルスを生成する手段と
を備え、該マイクロプロセッサは、
（ｉ）該一連のパルスのカウントを決定するカウンタと、（ｉｉ）該カウントが所定数になるまで、前記リレー接点および前記コンデンサを制御して、静電容量を変化させ、該一連のパルスのカウントを増加させるかまたは減少させる手段を有する、自動アンテナ同調システム。
【請求項２】
前記同調システムは、施設において位置を定められたアンテナと、コンピュータまたはマイクロプロセッサとに接続され、該施設に位置を決められた、複数の間隔を空けて置かれたＲＦＩＤトランスポンダをさらに含み、該ＲＦＩＤトランスポンダは、該コンピュータまたはマイクロプロセッサからの信号を受信し、そのような信号を該同調されたアンテナに送信して戻すように適合される、請求項１に記載の自動アンテナ同調システム。
【請求項３】
（ａ）パルス幅変調器と、
（ｂ）該変調器からのソース信号の周波数の生成を制御するマイクロプロセッサと、
（ｃ）該ソース信号を増幅する１つ以上の増幅器と、
（ｄ）インダクタと、
（ｅ）該増幅器から該ソース信号を受信し、該ソース信号を該インダクタに送信する複数のリレー接点およびコンデンサであって、該インダクタおよびコンデンサは共鳴信号を生成する、リレー接点およびコンデンサと、
（ｆ）搬送波信号として該共鳴信号を送信する１つ以上のリレー接点を介して該コンデ
ンサと通信するゲートと、
（ｇ）該ソース信号と共に該搬送波信号をゲーティングし、結晶を用いてゲーティングのための比較信号を生成し、一連のパルスを生成する手段と
を備え、該マイクロプロセッサは、
（ｉ）該一連のパルスのカウントを決定するカウンタと、（ｉｉ）該カウントが所定数になるまで、前記リレー接点および前記コンデンサを制御して、静電容量を変化させ、該一連のパルスのカウントを増加させるかまたは減少させる手段を有する、自動アンテナ同調システム。
【請求項４】
無線周波数識別システム（ＲＦＩＤ）のためのアンテナを同調させる方法は、
（ａ）ある周波数でパルス幅変調器からソース信号を放射するステップと、
（ｂ）該ソース信号を増幅し、複数のコンデンサおよび１つのインダクタに送信するステップであって、各コンデンサはリレー接点を有する、ステップと、
（ｃ）１つ以上のコンデンサを介して該インダクタから信号を送信し、搬送波信号を生成するステップと、
（ｄ）該ソース信号と共に該搬送波信号をゲーティングし、比較信号を生成するステップと、
（ｅ）該ソース信号と比較して、該搬送波信号が９０度だけ位相が進んでいるかまたは遅れているかどうかを比較するステップと、
（ｆ）前記リレー接点および前記コンデンサを制御して、静電容量を追加するかまたは減少させ、該比較信号の１周期当りのカウントを変化させ、該搬送波信号と該ソース信号の間に９０度の位相を確立するステップと
を包含する、方法。
【請求項５】
前記カウントが実質的に１２０になるまで、静電容量を増加させ、１周期当りのパルス数を減少させるか、または静電容量を減少させ、１周期当りのパルス数を増加させるステップをさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
（ａ）前記同調システムと通信する施設内に前記アンテナの位置を決めるステップと、
（ｂ）該施設内に複数のＲＦＩＤトランスポンダの位置を決めるステップと、
（ｃ）コンピュータまたはマイクロプロセッサから該ＲＦＩＤトランスポンダのうちの１つ以上に信号を送信するステップと、
（ｄ）該１つ以上のＲＦＩＤトランスポンダから該アンテナおよび該コンピュータに信号を送信するステップと、
（ｅ）結晶を用いてＡＮＤゲートを介して前記比較信号をゲーティングして、１周期当りのカウントを規定する一連のパルスを生成するステップと、
（ｆ）該カウントが実質的に１２０になるまで、静電容量を増加させ、１周期当りのパルス数を減少させるか、または静電容量を減少させ、１周期当りのパルス数を増加させるステップと
をさらに包含する、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
（ａ）ある周波数、ある位相でソース信号によってインダクタに電力を送達するステップと、
（ｂ）該インダクタから１つ以上のコンデンサを介してゲートに共鳴信号を送信するステップと、
（ｃ）該ゲートから搬送波信号を送信し、ＡＮＤゲートを介して該搬送波信号をゲーティングし、該ソース信号と結合させ、比較信号を生成し、該比較信号は、結晶用いてゲーティングされ、一連のパルスを生成するステップと、
（ｄ）該ソース信号の位相を該搬送波信号の位相と比較するステップと、
（ｅ）該ソース信号の位相と該搬送波信号の位相との間の位相差が９０度より大きいか
または少ない場合のみであるが、該インダクタからの信号に対する静電容量を追加するか、または減少させるステップと、
（ｆ）該カウントが所定数になるまで、前記リレー接点および前記コンデンサを制御して、静電容量を増加させ、１周期当りのパルス数を減少させるか、または静電容量を減少させ、１周期当りのパルス数を増加させるステップと
を包含する、無線周波数識別システムのためのアンテナを同調させる方法。
【請求項８】
前記アンテナからの信号をコード化し、該コード化された信号を離れた受信デバイスに送信するステップをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
施設において製品の在庫を管理する方法であって、
（ａ）該施設内にアンテナおよび複数のＲＦＩＤトランスポンダの位置を決めるステップと、
（ｂ）アンテナ同調システムを該アンテナに係合するステップであって、該同調システムはパルス幅変調器とインダクタとを含む、ステップと、
（ｃ）該パルス幅変調器から複数のコンデンサおよび該インダクタにソース信号を送信するステップであって、各コンデンサはリレー接点を有する、ステップと、
（ｄ）１つ以上のコンデンサを介して該インダクタから信号を送信し、搬送波信号を形成するステップと、
（ｅ）該ソース信号と共に該搬送波信号をゲーティングし、比較信号を生成するステップと、
（ｆ）該ソース信号と比較して、該搬送波信号が９０度だけ位相が進んでいるかまたは遅れているかどうかを比較するステップと、
（ｇ）前記リレー接点および前記コンデンサを制御して、静電容量を追加するかまたは減少させ、該比較信号の１周期当りのカウントを変化させ、該搬送波信号と該ソース信号の間に９０度の位相を確立するステップと
（ｈ）コンピュータまたはマイクロプロセッサから該ＲＦＩＤトランスポンダのうちの１つ以上に信号を送信するステップと、
（ｉ）該１つ以上のＲＦＩＤトランスポンダから該アンテナおよび該コンピュータに信号を送信するステップと
を包含する、方法。
【請求項１０】
前記複数のＲＦＩＤトランスポンダのうちの少なくともいくつかは受動的であり、前記アンテナから該受動的なＲＦＩＤトランスポンダに電力を送達することによって、該受動的なＲＦＩＤトランスポンダに電力供給するステップをさらに包含する、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記複数のＲＦＩＤトランスポンダのうちの少なくともいくつかは、オンおよびオフにする能力を有して能動的であり、オフであるＲＦＩＤトランスポンダをオンにするために、前記アンテナから信号を送達するステップをさらに包含する、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記複数のＲＦＩＤトランスポンダのうちの少なくともいくつかは受動的であり、前記アンテナから該受動的なＲＦＩＤトランスポンダに電力を送達することによって、該受動的なＲＦＩＤトランスポンダに電力供給するステップをさらに包含する、請求項６に記載の方法。
【請求項１３】
前記複数のＲＦＩＤトランスポンダのうちの少なくともいくつかは、オンおよびオフにする能力を有して能動的であり、オフであるＲＦＩＤトランスポンダをオンにするために、前記アンテナから信号を送達するステップをさらに包含する、請求項６に記載の方法。
【請求項１４】
前記複数のＲＦＩＤトランスポンダのうちの少なくともいくつかは受動的であり、前記アンテナは、該受動的なＲＦＩＤトランスポンダに電力を送達する、請求項１に記載の自動同調システム。
【請求項１５】
前記複数のＲＦＩＤトランスポンダのうちの少なくともいくつかは、オンおよびオフにすることが可能であり、前記アンテナからの信号は、オフであるＲＦＩＤトランスポンダをオンにする、請求項１に記載の自動同調システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の参照）
本出願は、２００７年９月２４日に出願された米国仮出願第６０／９９４，８３４号に基づいており、該仮出願の利益を主張する。
【背景技術】
【０００２】
（発明の背景）
ＲＦＩＤ（無線周波数識別）の製造および使用において、技術は２つの主要なグループに分けられる。すなわち、第１のグループは、読取り器への密結合から電力を集める受動タグであり、それによって、受動タグが読取り器に情報を送信しまたは反映させることを可能にする。第２のグループは能動タグであり、能動タグは、バッテリ、コンデンサまたは他のデバイスのようにそれ自体に電力蓄積能力を有する。能動タグは、読取り器によって受信されるデータを送信するようにタグに要求する、読取り器によって生成されたＲＦ信号によって問合せを受ける。受動タグは、典型的には数インチから１メートルまでの範囲を有する。能動タグは、数十メートルまで送信し得るが、バッテリ限界により限定された寿命を有し得る。能動タグは、バッテリまたはコンデンサの限定された貯蔵寿命により限定された寿命を有する。
【０００３】
先行技術は、ＲＦＩＤシステムのためのアンテナ同調に関する多数の特許を含む。それらの中には、特許文献１があり、該特許はアンテナ共鳴回路の共鳴周波数を送信器出力の出力周波数に整合させる方法およびシステムを提供する。電力供給信号は、アンテナ共鳴回路に送信され、該回路は、共鳴回路の共鳴周波数を様々に修正するように動作可能である同調回路を含む。アンテナ共鳴回路は、その出力において共鳴周波数と電力供給信号との間の周波数差の既知の関係を有する位相相関信号を提供する。位相比較回路は次いで、電力供給信号および位相相関信号を受信し、対応して、既知の位相関係に基づいて共鳴回路の共鳴周波数を調整する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第５，４９１，７１５号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（発明の概要）
本発明の自動アンテナ同調デバイスは、（１）能動ＲＦＩＤトランスポンダタグのためのウェイクアップ信号と、（２）受動ＲＦＩＤトランスポンダ受動タグあるいは多数のセンサ、受信器、送信器または電気デバイスもしくは電子デバイスを動作させる電力とを提供する。
【０００６】
本発明のアンテナチューナは、３０フィート×６０フィートの一面の広がりにおいて４フィートまで受動タグの電力を増加させ得、アウェイクされるまでバッテリ電流を用いない能動トランスポンダタグをウェイクアップさせるために用いられ得、それによって、連続的にアウェイクされた状態にある場合の予想される寿命を超え能動トランスポンダタグの寿命を増加させる。
【０００７】
本発明の下で、遠隔動作されるループアンテナを制御するために発電システムが用いられる。ループアンテナは、ＲＦＩＤトランスポンダタグデバイス、センサ、受信器、送信器または他の電気デバイスもしくは電子デバイスの電力を増加させるために用いられ得る電磁界を生成する。この概念は、棚、ラック、パレットなどの上に位置を定められる大量のこれらの遠隔電子デバイスを有し、データを収集し、施設の運営を追跡する管理のために中央コンピュータに報告を返すことである。これらの電子デバイスは、典型的にはバッテリがなく、従って、メンテナンスが最小ですむかまたは不要である。一部のデバイスはバッテリを有するが、完全にスリープ状態であり、電流をほとんどまたは全く起こさなく、天井、壁または床にあるループアンテナからの電磁信号によってアウェイクされる。
【０００８】
効率的にするために、ループアンテナは、最高品質すなわち「Ｑ係数」であるべきである。Ｑは、インダクタンスリアクタンスをその抵抗で割った比である。この関係によって、コイル（ワイヤ）の抵抗が低ければ低いほど、ループのＱすなわち品質が高くなる。このことは、同調は重大であり、常時維持されなければならないことを意味する。施設内の遠隔発電ループアンテナは、それが中にある環境によって容易に影響され得る。大きな金属の棚または製品がアンテナから離れるように動かされるかまたはアンテナの近くに動かされた場合、同調が影響され得る。アンテナの効率は、アンテナナがもはやピークまで同調させられなく、従ってアンテナの必要な機能を実行することができない点までひどく影響され得る。
【０００９】
常時、発電を最大にするために、ループアンテナを再同調する必要性は重要である。施設内において装置が再配置され、発電アンテナが離調されると、効率は減少する。作業者は、ループアンテナの同調を最適化するために、時々人力で工場に出かけなければならない。
【００１０】
本発明の好ましい実施形態の下で、電力がアンテナによって生成されるとき、アンテナは、施設内全体に位置を決められた遠隔電子デバイスに電磁気的に結合される。１台の装置が域内において再配置されるたびに、ループアンテナが自動的に再同調させられ得る場合、受動電子デバイスの効率はピークに維持され、ループアンテナを手動で調整する必要はなくなる。
【００１１】
本発明の自動アンテナチューナは、所定の間隔でループアンテナの共鳴を試験するように設計され、ループアンテナの完全性を維持する。次いで、領域の問合せを行っているコンピュータシステムが施設内全体に位置を決められた電子デバイスの電力を増加させる必要があるとき、ループアンテナは、そのようなＲＦＩＤトランスポンダタグまたは他の電子デバイスの電力を増加させるように設計されるように、効率的に働く。
【００１２】
アンテナによって生成される電磁界はまた、電源を入れる、電源を切る、または、メモリに新データを格納する、メモリを消去するもしくはスリープにするなどの他の特定のタスクもしくは動作を実行する命令を受信デバイスに提供するためにコード化され得る。
【００１３】
本発明の１つの好ましい実施形態は、遠隔に位置を決められた電子デバイスに電力を供給する進行中充電を維持することによって、現在のバッテリ技術を超えて能力を増加させ、それによって、そのようなデバイスのための可能性として無限の貯蔵期間を提供する。このことは、利用する装置の信頼性において実質的な利点を有する。本発明はまた、医学、生物医学、夜間視界、ＧＰＳ、無線、センサ、アクチュエータおよび情報収集技術のための外部電源を提供し得る。
【００１４】
電磁界アンテナは典型的には、ユーザまたはデバイスの識別を読み戻すように、ＲＦＩＤトランスポンダタグの電力を増加させるために用いられる。本発明の１つの好ましい実施形態は、倉庫、工場または出荷／入荷ドックの天井、壁または床にアンテナを配置することである。ＲＦＩＤトランスポンダタグデバイス、センサ、受信器、送信器または他の電気デバイスまたは電子デバイスは、これらのアンテナの界内に配置され、それらのアンテナによって時々電力を増加させられるかまたはアウェイクされる。これらのＲＦＩＤトランスポンダタグまたは他の電子デバイスがアウェイクされるとき、それらは、これらのアンテナを制御しているコンピュータシステムにそれらのデータを送信し戻す。
【００１５】
本発明の自動同調システムは、主コンピュータと通信するマイクロプロセッサを含む。主コンピュータは時々、その領域において、自動同調システムに信号を送り、ＲＦＩＦデバイス、センサ、受信器、送信器または電気デバイスまたは電子デバイスをウェイクアップさせ、受信データをコンピュータに送り返す。
【００１６】
マイクロプロセッサは、所定の周波数で電流をアンテナの中に駆動させることによって、アンテナの電力を増加させる。例として、アンテナは、１２５ｋＨｚの周波数で駆動され得る。マイクロプロセッサと共にソフトウェアは次いで、駆動信号またはソース信号の位相を見て、その位相をアンテナ上の搬送波信号の、結果として生じる位相と比較する。それらが互いに９０度近く位相がずれている場合、アンテナは適切に同調させられている。信号が９０度ではなく位相がずれている場合、マイクロプロセッサは、静電容量を追加するかまたは除去するかのいずれかを行い、アンテナを適切に同調させる。
【００１７】
本発明の他の目的および利点は、好ましい実施形態の以下の詳細な説明および添付の図面を精査すると、当業者にとって明らかとなる。
例えば、本発明は以下の項目を提供する。
（項目１）
（ａ）パルス幅変調器と、
（ｂ）該変調器からのソース信号の周波数の生成を制御するマイクロプロセッサと、
（ｃ）インダクタと、
（ｄ）増幅器から該ソース信号を受信し、該ソース信号を該インダクタに送信する複数のリレー接点およびコンデンサであって、該インダクタおよびコンデンサは共鳴信号を生成する、リレー接点およびコンデンサと、
（ｅ）搬送波信号として該共鳴信号を送信する１つ以上のリレー接点を介して該コンデンサと通信するゲートと、
（ｆ）該ソース信号と共に該搬送波信号をゲーティングし、結晶を用いてゲーティングのための比較信号を生成し、一連のパルスを生成する手段とを備え、該マイクロプロセッサは、
（ｉ）該一連のパルスのカウントを決定するカウンタと、（ｉｉ）静電容量を変化させ、該一連のパルスのカウントを増加させるかまたは減少させる手段を有する、自動アンテナ同調システム。
（項目２）
上記同調システムは、施設において位置を定められたアンテナと、コンピュータまたはマイクロプロセッサとに接続され、該施設に位置を決められた、複数の間隔を空けて置かれたＲＦＩＤトランスポンダをさらに含み、該ＲＦＩＤトランスポンダは、該コンピュータまたはマイクロプロセッサからの信号を受信し、そのような信号を該アンテナに送信して戻すように適合される、項目１に記載の自動アンテナ同調システム。
（項目３）
（ａ）パルス幅変調器と、
（ｂ）該変調器からのソース信号の周波数の生成を制御するマイクロプロセッサと、
（ｃ）該ソース信号を増幅する１つ以上の増幅器と、
（ｄ）インダクタと、
（ｅ）該増幅器から該ソース信号を受信し、該ソース信号を該インダクタに送信する複数のリレー接点およびコンデンサであって、該インダクタおよびコンデンサは共鳴信号を生成する、リレー接点およびコンデンサと、
（ｆ）搬送波信号として該共鳴信号を送信する１つ以上のリレー接点を介して該コンデンサと通信するゲートと、
（ｇ）該ソース信号と共に該搬送波信号をゲーティングし、結晶を用いてゲーティングのための比較信号を生成し、一連のパルスを生成する手段とを備え、該マイクロプロセッサは、
（ｉ）該一連のパルスのカウントを決定するカウンタと、（ｉｉ）静電容量を変化させ、該一連のパルスのカウントを増加させるかまたは減少させる手段を有する、自動アンテナ同調システム。
（項目４）
無線周波数識別システム（ＲＦＩＤ）のためのアンテナを同調させる方法は、
（ａ）ある周波数でパルス幅変調器からソース信号を放射するステップと、
（ｂ）該ソース信号を増幅し、複数のコンデンサおよび１つのインダクタに送信するステップであって、各コンデンサはリレー接点を有する、ステップと、
（ｃ）１つ以上のコンデンサを介して該インダクタから信号を送信し、搬送波信号を生成するステップと、
（ｄ）該ソース信号と共に該搬送波信号をゲーティングし、比較信号を生成するステップと、
（ｅ）該ソース信号と比較して、該搬送波信号が９０度だけ位相が進んでいるかまたは遅れているかどうかを比較するステップと、
（ｆ）必要に応じて、静電容量を追加するかまたは減少させ、該比較信号の１周期当りのカウントを変化させ、該搬送波信号と該ソース信号の間に９０度の位相を確立するステップと
を包含する、方法。
（項目５）
静電容量を増加させ、１周期当りのパルス数を減少させるか、または静電容量を減少させ、１周期当りのパルス数を増加させるステップをさらに含む、項目４に記載の方法。
（項目６）
（ａ）上記同調システムと通信する施設内に上記アンテナの位置を決めるステップと、
（ｂ）該施設内に複数のＲＦＩＤトランスポンダの位置を決めるステップと、
（ｃ）コンピュータまたはマイクロプロセッサから該ＲＦＩＤトランスポンダのうちの１つ以上に信号を送信するステップと、
（ｄ）該１つ以上のＲＦＩＤトランスポンダから該アンテナおよび該コンピュータに信号を送信するステップと
をさらに包含する、項目４に記載の方法。
（項目７）
結晶を用いてＡＮＤゲートを介して上記比較信号をゲーティングし、１周期当りのカウントを規定する一連のパルスを生成するステップをさらに含む、項目４に記載の方法。
（項目８）
（ａ）ある周波数、ある位相でソース信号によってインダクタに電力を送達するステップと、
（ｂ）該インダクタから１つ以上のコンデンサを介してゲートに共鳴信号を送信するステップと、
（ｃ）該ゲートから搬送波信号を送信し、ＡＮＤゲートを介して該搬送波信号をゲーティングし、該ソース信号と結合させ、比較信号を生成し、該比較信号は、結晶用いてゲーティングされ、一連のパルスを生成するステップと、
（ｄ）該ソース信号の位相を該搬送波信号の位相と比較するステップと、
（ｅ）該ソース信号の位相と該搬送波信号の位相との間の位相差が９０度より大きいかまたは少ない場合のみであるが、該インダクタからの信号に対する静電容量を追加するか、または減少させるステップと
を包含する、無線周波数識別システムのためのアンテナを同調させる方法。
（項目９）
上記アンテナからの信号をコード化し、該コード化された信号を離れた受信デバイスに送信するステップをさらに含む、項目８に記載の方法。
（項目１０）
施設において製品の在庫を管理する方法であって、
（ａ）該施設内にアンテナおよび複数のＲＦＩＤトランスポンダの位置を決めるステップと、
（ｂ）アンテナ同調システムを該アンテナに係合するステップであって、該同調システムはパルス幅変調器とインダクタとを含む、ステップと、
（ｃ）該パルス幅変調器から複数のコンデンサおよび該インダクタにソース信号を送信するステップであって、各コンデンサはリレー接点を有する、ステップと、
（ｄ）１つ以上のコンデンサを介して該インダクタから信号を送信し、搬送波信号を形成するステップと、
（ｅ）該ソース信号と共に該搬送波信号をゲーティングし、比較信号を生成するステップと、
（ｆ）該ソース信号と比較して、該搬送波信号が９０度だけ位相が進んでいるかまたは遅れているかどうかを比較するステップと、
（ｇ）必要に応じて、静電容量を追加するかまたは減少させ、該比較信号の１周期当りのカウントを変化させ、該搬送波信号と該ソース信号の間に９０度の位相を確立するステップと
（ｈ）コンピュータまたはマイクロプロセッサから該ＲＦＩＤトランスポンダのうちの１つ以上に信号を送信するステップと、
（ｉ）該１つ以上のＲＦＩＤトランスポンダから該アンテナおよび該コンピュータに信号を送信するステップと
を包含する、方法。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、マイクロプロセッサ制御の自動アンテナチューナの基本概念を示す概略図である。
【図２】図２は、適切な同調を例示するタイミング線図である。
【図３】図３は、過剰な静電容量による同調を例示するタイミング線図である。
【図４】図４は、過少な静電容量による同調を例示するタイミング線図である。
【図５】図５は、工場における無線ＲＦＩＤトランスポンダの電力供給を例示する。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（好ましい実施形態の詳細な説明）
図１は、本発明の自動アンテナ同調システム１２１のための基本回路の概略図を例示する。Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ  Ｉｎｃ．のＰＩＣ１６Ｆ６２８に類似したマイクロプロセッサ１０１は、パルス幅変調（ＰＷＭ）出力ピンからのソース信号１０２の周波数を生成することを制御する。このソース信号１０２は、この設計に対して１２５ｋＨｚであるが、その電磁界において無線の周辺装置の電力を増加させるのに所望されるほとんどの任意の周波数であり得る。ソース信号１０２は、ＭＯＳＦＥＴドライバ１０３によって増幅され、次いで一対の強出力（ｈｅａｖｙ）ＭＯＳＦＥＴトランジスタ１０４の中に駆動される。例えば、ＭＯＳＦＥＴドライバ１０３は、ＭＯＳＦＥＴ１０４の高静電容量入力が必要とするレベルまで電力を増幅する、ＭｉｃｒｏｃｈｉｐのＭｏｄｅｌ  Ｎｏ．ＴＣ４４２２としてＭｉｃｒｏｃｈｉｐによって製造されるものであり得る。これらのＭＯＳＦＥＴは、強電流および高電圧を駆動するように設計され、一連のコンデンサ１０６を駆動する。ＭＯＳＦＥＴ１０４は、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  ＲｅｃｔｉｆｉｅｒのＭｏｄｅｌ  Ｎｏ．ＪＲＦ９５３０およびＩＲＦ５３０としてＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｒｅｃｔｉｆｉｅｒによって製造されるものであり得る。これらのコンデンサ１０６は、リレー接点１０５によって個々に選択され、コンデンサ１０６およびインダクタ１０７を１２５ｋＨｚの共鳴に同調させる。
【００２０】
インダクタ１０７は、広範囲のデバイスのうちの任意の１つであり得る。例えば、インダクタは、２４ゲージワイヤの小さい２インチループ、もしくは施設の天井、壁または床を横切って延びる重い一片のワイヤまたはパイプ、または電流を伝導させることが可能な多くの他の材料であり得る。このインダクタ１０７の寸法は３０フィート×６０フィートもの遠くに達し得、ワイヤサイズは２ゲージもの重さであり得る。工場における典型的な用途は、３０フィート×６０フィートであり、妥当な一面の広がりをカバーしながら、装置の自由な流れを可能にする。成功した試験において、インダクタ１０７は、自動チューナから、端部が建物の金属フレームに接地され、建物の接地がループのための帰還路である遠位点まで延びるワイヤの長さであり得ることが示された。本発明の範囲またはそのようなワイヤの最大長を限定はしないが、そのような試験において用いられたワイヤの長さは６０フィートであった。
【００２１】
ＭＯＳＦＥＴドライバ１０３、１０４によって電力を増加させられたソース信号１０２は、１つ以上のコンデンサ１０６を介してインダクタ１０７に送信され、インダクタ１０７は、１つ以上のコンデンサ１０６を介してゲート１０８に共鳴信号を選択的に送る。ゲート１０８の出力は、搬送波信号１０９である。望ましくは、この搬送波信号は、ソース信号１０２と比較して９０度だけ位相が進んでいるかまたは遅れているかのいずれかである。搬送波信号１０９は、ソース信号１０２によってＡＮＤゲート１３０を介してゲーティングされ、比較信号１１０を生成する。この比較信号１１０は、２０ＭＨｚ結晶１１２によってＡＮＤゲート１３１を介してゲーティングされ、アンテナが適切に同調しているかどうかを決定するためにマイクロプロセッサ１０１が用いる一連のパルス１１３を生成する。
【００２２】
図２は、ゲート１０８からのソース信号１０２と搬送波信号１０９とのタイミング関係を例示する。アンテナが共鳴に同調させられる場合、これらの２つの信号間の関係は、示されるように９０度である。上記のように、比較信号１１０は、２つの信号、すなわち、ＡＮＤゲート１３０を介して一緒にＡＮＤゲーティングされたソース信号１０２および搬送波信号１０９の結果である。パルス１１３は、マイクロプロセッサ１０１において通過してカウンタにゲーティングされる。
【００２３】
１２５ｋＨｚにおいて、ソース信号１０２の「ｏｎ」時間は４ｕＳであり、「ｏｆｆ」時間もまた４ｕＳである。アンテナが適切に同調させられたとき、比較信号１１０は、「ｏｎ」が６ｕＳであり、「ｏｆｆ」が２ｕＳである。このことは、２０ＭＨｚ結晶１１２からの１２０のパルスがＡＮＤゲート１３１を通ってマイクロプロセッサ１０１およびそのカウンタにゲーティングされることを可能にする。適切に同調させられたアンテナは、おおよそ１２０カウントのカウントを生成する。ゲート遅延、立上がり時間および下降時間は、実際のカウントに影響を及ぼす。
【００２４】
図３は、過剰な静電容量があり、ソース信号１０２と搬送波信号１０９の位相差が広げられたときのソース信号１０２と搬送波信号１０９のタイミング関係を例示する。ここでパルス１１３の数は１２０未満であり、マイクロプロセッサのソフトウェアは、コンデンサ１０６およびそのリレー接点１０５を制御することによって、カウントがおおよそ１２０になるまで、さらなる静電容量が追加されるようにし得る。
【００２５】
図４は、過少な静電容量があるときのソース信号１０２と搬送波信号１０９のタイミング関係を例示する。ソフトウェアは再び、１２０を超えるパルス１１３があることを知り、カウントがおおよそ１２０になるまで、ある静電容量を追加する。
【００２６】
図５は、工場の天井に位置を定められたアンテナ１２２を例示する。アンテナチューナ１２１は、アンテナの動作を制御するコンピュータ１２０に接続される。
【００２７】
アンテナの下には、製品１２４がパレット１２３の上にある、パレット１２３のスタックがある。これらのパレット１２３の３つが、１単位として積み重ねられる。各パレット上には、ＲＦＩＤトランスポンダタグ１２５があり、ＲＦＩＤトランスポンダタグ１２５は、それが能動タグである場合にはウェイクアップ信号を、または受動タグである場合には電力を受信する。コンピュータ１２０は時々、チューナ１２１にコマンドを送信する。このコマンドは、チューナにその磁界内にあるすべてのトランスポンダタグ１２５の在庫調査を行うように命令する。チューナの磁界内にあるそれらのトランスポンダタグは、ウェイクアップし、それらのＩＤを送り返し、それによって、その時点のその場所において工場床にあるもののスナップショットをコンピュータに与える。この動作は、１日に１度のみ、または在庫がそれほど頻繁に動かされない場合には１週間に１度のみも、起こり得る。在庫が加速された速度で動かされる場合、コンピュータは、毎時間または必要に応じ毎分ごとでさえも在庫調査を行い得る。トランスポンダタグは次いで、そのＩＤ、そしてトランスポンダタグが他のデータを有するようにプログラムされている場合、おそらくそのようなデータをアンテナ１２２に送り返す。アンテナチューナシステムは、コンピュータシステムの周辺装置である。このことは、コンピュータが、任意の時間にチューナにアクセスし、在庫を更新もしくは検証し、または在庫品が工場中を動く場合その場所を追跡さえし得ることを意味する。
【００２８】
本発明の上記の詳細な説明は、例示の目的のために与えられる。本発明の範囲から逸脱することなく多数の変更および修正がなされ得ることは当業者にとって明らかである。従って、前述の説明の全体は、限定的な意味ではなく、例示的な意味で解釈されるべきであり、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によってのみ定義される。
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図１】
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