(57)【要約】多周波数検出システムは、ほぼ理想的なＥＡＳ機能をＲＦＩＤ機能へ継ぎ目なしに統合することを可能にする。特定の理論に限定されることなく、好適な実施形態は、共通のアンテナ・パッケージ内に、例えば８．２ＭＨｚのＥＡＳ技術と、例えば１３．５６ＭＨｚのＲＦＩＤ技術とを統合する。駆動関数としての標準ＲＦＩＤ周波数の使用は、ＥＡＳとＲＦＩＤとの容易なパッケージングを可能にし、スケーラブルな技術の真のロードマップを有するであろう。
2008529188.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルス問合せ信号を第１の周波数で放射するリーダと、
上記パルス問合せ信号を上記第１の周波数で受信し、かつ上記第１の周波数で共振された第１の応答信号を送信することにより上記パルス問合せ信号に応答する共振タグとを備え、
上記共振タグはさらに、上記第１の周波数からオフセットされた第２の周波数で共振された第２の応答信号を送信し、
上記リーダはさらに、上記第１及び第２の応答信号のうちの一方の応答信号を読み取り、かつオプションとして、上記第１及び第２の応答信号のうちの他方の応答信号を読み取ることにより上記共振タグを検出する多周波数検出システム。
【請求項２】
上記リーダはさらに、上記第１の周波数での上記パルス問合せ信号の放射と同時に上記第２の周波数で第２の問合せ信号を放射し、
上記共振タグは、上記第２の問合せ信号の受信に応答して上記第２の周波数で上記第２の応答信号を送信する請求項１記載のシステム。
【請求項３】
上記システムは、上記第１の応答信号及び上記第２の応答信号の両方を読み取ることによって上記共振タグを検出する請求項１記載のシステム。
【請求項４】
上記第１の応答信号は第１の振幅を有し、かつ上記第２の応答信号は第２の振幅を有し、
上記システムはさらに、上記第１の振幅と上記第２の振幅との間の相対振幅差を決定するコンピュータを備えた請求項１記載のシステム。
【請求項５】
上記第１の応答信号と上記第２の応答信号との間の相対位相遅延を決定するコンピュータをさらに備えた請求項１記載のシステム。
【請求項６】
上記共振タグは、上記第１の周波数及び上記第２の周波数の両方で同時に共振することによって上記パルス問合せ信号に応答する請求項１記載のシステム。
【請求項７】
上記共振タグは、上記第２の応答信号を上記第２の周波数で送信するために、上記問合せ信号により上記第１の周波数で活性化される請求項１記載のシステム。
【請求項８】
上記共振タグは、第１のインダクタコイルと第１のキャパシタとを含む第１の共振回路を含み、
上記第１の共振回路は上記第１の周波数で共振するように同調され、
第２の共振回路は上記第１の共振回路に電磁的に結合され、
上記第２の共振回路は第２のインダクタコイルと第２のキャパシタとを含み、かつ上記第２の周波数で共振するように同調される請求項１記載のシステム。
【請求項９】
上記第１の共振回路はさらに集積回路を含むことによりＲＦＩＤタグ回路を形成する請求項８記載のシステム。
【請求項１０】
上記集積回路を上記第２の共振回路に接続する導電部材を含む非活性化回路をさらに備えた請求項９記載のシステム。
【請求項１１】
上記第１のインダクタコイル及び上記第２のインダクタコイルは、組み合わされたコイルを有する単一のインダクタに組み合わされ、
上記単一のインダクタは、上記組み合わされたコイルに沿ってタップされて上記第１及び第２のインダクタコイルを形成する請求項８記載のシステム。
【請求項１２】
第１のインダクタコイルと第１のキャパシタとを含む第１の共振回路を備え、上記第１の共振回路は第１の周波数帯における共振周波数に同調され、
上記第１の共振回路に電磁的に結合される第２の共振回路を備え、上記第２の共振回路は第２のインダクタコイルと第２のキャパシタとを含み、上記第２の共振回路は上記第１の周波数帯からオフセットされた第２の周波数帯における共振周波数に同調され、
上記タグは、連続する問合せ信号及び不連続の問合せ信号の両方に応答するように適合化される多周波数帯域タグ。
【請求項１３】
上記第１の共振回路はさらに集積回路を含むことによりＲＦＩＤタグ回路を形成する請求項１２記載のタグ。
【請求項１４】
上記集積回路を上記第２の共振回路に接続する導電部材を含む非活性化回路をさらに備えた請求項１３記載のタグ。
【請求項１５】
電圧源と、断続的に開くスイッチとをさらに備えることにより、パルス応答信号を擬似的に発生する請求項１２記載のタグ。
【請求項１６】
上記第１のインダクタコイル及び上記第２のインダクタコイルは、組み合わされたコイルを有する単一のインダクタに組み合わされ、
上記単一のインダクタは、上記組み合わされたコイルに沿ってタップされて上記第１及び第２のインダクタコイルを形成する請求項１２記載のタグ。
【請求項１７】
上記タグは、上記第１の周波数帯における応答信号に上記第１の共振回路を介して共振し、かつ上記第２の周波数帯における応答信号に上記第２の共振回路を介して同時に共振することにより、上記第１の周波数帯において入射された外部信号源からの磁気的な署名に応答するように適合化される請求項１２記載のタグ。
【請求項１８】
上記第１の共振回路及び上記第２の共振回路の一方はさらに集積回路を含む請求項１７記載のタグ。
【請求項１９】
上記タグは、上記第１の周波数帯における応答信号に上記第１の共振回路を介して共振し、かつ上記第２の周波数帯における応答信号に上記第２の共振回路を介して同時に共振することにより、上記第１の周波数帯において入射された外部信号源からの問合せ信号によって活性化される請求項１２記載のタグ。
【請求項２０】
上記第１の共振回路及び上記第２の共振回路の一方はさらに集積回路を含む請求項１９記載のタグ。
【請求項２１】
上記第２の共振回路はさらに集積回路を含むことによりＲＦＩＤタグ回路を形成する請求項１２記載のタグ。
【請求項２２】
上記集積回路を上記第１の共振回路に接続する導電部材を含む非活性化回路をさらに備えた請求項２１記載のタグ。
【請求項２３】
第１の応答信号を第１の周波数で共振するように同調される第１の共振回路を有し、かつ第２の応答信号を上記第１の周波数からオフセットされた第２の周波数で共振するように同調される第２の共振回路を有する共振タグを検出するための方法であって、
（ａ）パルス信号を提供して問合せ信号を形成することと、
（ｂ）上記問合せ信号を放射して上記共振タグへ入射させることと、
（ｃ）上記問合せ信号に応答して上記第１の周波数で共振することにより、上記第１の共振回路から上記第１の応答信号を送信することと、
（ｄ）上記第２の周波数で共振することにより上記第２の共振回路から上記第２の応答信号を送信することと、
（ｅ）上記第１及び第２の応答信号のうちの一方の応答信号を読み取り、かつオプションとして、上記第１及び第２の応答信号のうちの他方の応答信号を読み取ることにより上記共振タグを検出することを含む共振タグを検出するための方法。
【請求項２４】
ステップ（ａ）において、上記パルス信号を上記第１の周波数で提供することをさらに含む請求項２３記載の方法。
【請求項２５】
（ｆ）第２の問合せ信号を上記第２の周波数で提供することと、
（ｇ）ステップ（ｂ）と同時に、上記第２の問合せ信号を放射して上記共振タグへ入射させることをさらに含み、
ステップ（ｄ）は、上記第２の問合せ信号に応答して上記第２の応答信号を放射する請求項２４記載の方法。
【請求項２６】
上記第１及び第２の応答信号の両方を読み取ることにより、上記共振タグを検出することをさらに含む請求項２３記載の方法。
【請求項２７】
上記第１の応答信号は第１の振幅を有し、かつ上記第２の応答信号は第２の振幅を有し、上記方法はさらに、上記第１の振幅と上記第２の振幅との間の相対振幅差を決定することを含む請求項２３記載の方法。
【請求項２８】
上記第１の応答信号と上記第２の応答信号との間の相対位相遅延を決定することをさらに含む請求項２３記載の方法。
【請求項２９】
ステップ（ｃ）及びステップ（ｄ）は同時に行われる請求項２３記載の方法。
【請求項３０】
上記第２の応答信号を上記第２の周波数で送信するために、上記共振タグを上記第１の周波数において上記問合せ信号で活性化することをさらに含む請求項２３記載の方法。
【請求項３１】
ステップ（ｃ）において、上記第１の応答信号をＲＦＩＤ信号として送信することをさらに含む請求項２３記載の方法。
【請求項３２】
ステップ（ｄ）において、上記第２の応答信号をＲＦＩＤ信号として送信することをさらに含む請求項２３記載の方法。
【請求項３３】
上記共振タグを非活性化することをさらに含む請求項２３記載の方法。
【請求項３４】
第１の周波数で第１の応答信号に共振するように同調される第１の共振回路を有しかつ上記第１の周波数からオフセットされた第２の周波数で第２の応答信号に共振するように同調される第２の共振回路を有する共振タグを検出するための多周波数検出システムであって、
パルス信号を提供して問合せ信号を形成するための手段と、
上記問合せ信号を放射して上記共振タグへ入射させるための手段と、
上記問合せ信号に応答して上記第１の周波数で共振することにより、上記第１の共振回路から上記第１の応答信号を送信するための手段と、
上記第２の周波数で共振することにより上記第２の共振回路から上記第２の応答信号を送信するための手段と、
上記第１及び第２の応答信号のうちの一方の応答信号を読み取り、かつオプションとして、上記第１及び第２の応答信号のうちの他方の応答信号を読み取ることにより上記共振タグを検出するための手段とを含む多周波数検出システム。
【請求項３５】
上記パルス信号を上記第１の周波数で提供することをさらに含む請求項３４記載のシステム。
【請求項３６】
第２の問合せ信号を上記第２の周波数で提供するための手段と、
上記問合せ信号及び上記第２の問合せ信号の両方を同時に放射して上記共振タグへ入射させるための手段と、上記第２の問合せ信号に応答して上記第２の応答信号を放射するための手段をさらに備えた請求項３５記載のシステム。
【請求項３７】
上記第１及び第２の応答信号の両方を読み取ることにより、上記共振タグを検出するための手段をさらに備えた請求項３４記載のシステム。
【請求項３８】
上記第１の応答信号は第１の振幅を有し、かつ上記第２の応答信号は第２の振幅を有し、
上記システムはさらに、上記第１の振幅と上記第２の振幅との間の相対振幅差を決定するための手段を備えた請求項３４記載のシステム。
【請求項３９】
上記第１の応答信号と上記第２の応答信号との間の相対位相遅延を決定するための手段をさらに備えた請求項３４記載のシステム。
【請求項４０】
上記第２の応答信号を上記第２の周波数で送信するために、上記共振タグを上記第１の周波数において上記問合せ信号で活性化するための手段をさらに備えた請求項３４記載のシステム。
【請求項４１】
上記共振タグを非活性化するための手段をさらに備えた請求項３４記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線周波（ＲＦ）の物理学の電磁界の分野に関し、特に、無線周波識別（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ。ＲＦＩＤ。）及び電子商品監視（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  Ａｒｔｉｃｌｅ  Ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ。ＥＡＳ。）技術を使用する損失防止及びセキュリティに関する。
【背景技術】
【０００２】
現行の技術は、８．２ＭＨｚの高周波信号源を使用して、単一の周波数で共振するように構築される複数の使い捨てターゲットの設計公差に整合するに足る帯域幅内に、磁界を生成する。検出及び非活性化の基本技術はほぼ２０年に渡って同じであり、事実上、世界的な業界標準に到達している。この技術は、繰返し使える消耗品を商品上に置かれるターゲットの形式で顧客に販売する必要に基づくものであり、上記ターゲットは、通常は１つに統合された販売場所（Ｐｏｉｎｔ  ｏｆ  Ｓａｌｅ。ＰＯＳ。）エリアによって変更される、非活性化された物理的特性を持っていなければ店員に知らせる何らかのタイプのアラームを備える、保護されたエリアの周辺におけるセキュリティ・システムによって検出されることが可能である。
【０００３】
この現行の技術は、使い捨てのラベル形式であるか、何らかのタイプの商品への再付着方法を備えるプラスチック・ケースの何れかである８．２ＭＨｚ（＋／−約４％）の共振ターゲットを利用する。使い捨てのターゲットはラベルのような紙の形式であり、インダクタ又はキャパシタの何れかを無効化することのできる機構を有する。再使用可能なターゲットは、これらの物理特性の何れをも変更する方法を備えない、購入される目立たないキャパシタ及び既製のコイル・インダクタの形式である。
【０００４】
現時点で、ターゲットを検出する方法としては異なる２つの方法が存在する。これらの方法は共に、閉ループのワイヤ・アンテナ構造体に、ある周波数レンジで駆動関数をインポーズして、近傍磁（Ｈ）界を誘導することによって動作する。この磁界は、ターゲットがアンテナ構造体の近く（例えば、数フィート以内）に存在するとターゲットのインダクタに入射する。磁界の入射は、コイル（インダクタ）に電流の流れを引き起こし、これは、入射された磁界の周波数と目標共振周波数とが互いに近いとき、かなりの電流／電圧（Ｉ／Ｖ）発振をターゲット内に設定させる。
【０００５】
検出のＦＭ／ＡＭ又は掃引法と呼ばれる、ターゲットを検出するために最初に、かつ最も広範に使用される方法においては、１つのゲートがＦＭ送信機として使用され、もう１つのゲートがＡＭ受信機として使用される。ＦＭ送信機は、上記受信機がターゲットの強制応答及び自然応答の両方を見るように、持続波（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｗａｖｅ。ＣＷ。）オペレーションにおいて使用される。この方法は低コストであり、約４フィートまでという優れた通路幅を有しかつ使用電力は低い（例えば、＜１００μｕＶ／ｍ＠３０ｍ）。受信機の検出システムは、論理ベース又はディジタル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ）ベースの何れかであってもよい。互いに近いシステムは、干渉を避けるためにＲＦスレーブ式であるか、オフセットされた掃引速度（ＦＭ変調）を使用する。
【０００６】
パルス検出法又は「パルス傾聴（ｐｕｌｓｅ−ｌｉｓｔｅｎ）」法と呼ばれる、ターゲットを検出するための第２の方法は、単一のゲート・トランシーバ対として、ホモダインＡＭ受信機と結合されるパルス送信機を使用する。この送信機は、エネルギーをターゲットへ転送するランダムな一様分布の周波数集合を提供する。ＡＭ受信機は、送信機パルスの負の遷移の後に迅速に動作するためにゲートされる。送信機のデューティサイクルは約１０％未満であり、ピーク放射電力は約１０００μＶ／ｍ＠３０ｍ未満である。上記受信機は自然関数にのみ応答する、もっぱらディジタル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ）ベースの検出システムである。物理的に互いに近い（例えば、約５ｍより近い）システムは、干渉を避けるために互いに同期される必要がある。送信機パルス・マスクの変形は、発生されるべき持続波（ＣＷ）成分を見込んで１００％未満の変調レベル（例えば、パルス）を有する。電力損失の増加を除けば、この変形はシステムに何ら影響を与えない。
【０００７】
ある既知の非活性化システムは、上記第２のパルス送信機型センサのそれに酷似している。この方法は、次の３つの原理のうちの１つ、即ち、受信機なしに常にＯＮである、低電力でＯＮであり、検出、警報発生及び高電力への切換を行う、又は高電力でＯＮであり、破壊されなければ検出及び警報発生を行うの何れか１つを基礎として動作する。動作の周波数帯は、センサのそれと同じである。ピーク時の出力電力は、約１０００μＶ／ｍ＠３０ｍ未満である。これは、連邦通信委員会（ＦＣＣ）が設定する現行の限界値であり、欧州の安全規格（ＣＥ）限界値より約８ｄＢ低い。
【０００８】
ターゲットの非活性化は、送信機が周波数サイクルのどこで動作するかに依存し、ほぼ即時的である。ＰＯＳシステムとのインタフェースは、ＰＯＳシステムからより近い（光学的又は電気的）信号が受信されると送信機を動作させるインターロック入力を介して提供される。ＰＯＳシステムには、様々な様式及び型式のアンテナを固定式（例えば、カウンタ内）又は携帯式（例えば、手持ち式）の何れかで統合することができる。
【０００９】
上記現行の技術は、世界中で数十万もの様々な装置にインストールされている。これらの技術の各々では、様々な機能（ターゲット、センサ及び非活性化機）に関して幾つかの問題点が繰り返し発生している。第１に、このシステム・オペレーション方法が従来的な意味で理解されているような通信システムでない点は認識されなければならない。このシステムは、事実上、世界中の非免許及び（干渉に関して）非規制の帯域で動作する場のかく乱機能である。例えば、ＲＦ型のＥＡＳシステムでは、送信機は所定の周波数で、送信機アンテナを介して送信されるエネルギーを生成するように機能して、監視ゾーン内に電磁界を発生する。典型的には、セキュリティ・タグ内の製造公差に起因して、送信機は、所定の検出周波数レンジ内で、選択された中心周波数より上及び下の両方を所定の掃引周波数レートで上下に連続して掃引されるエネルギーを生成する。例えば、送信されるべき所望される中心又はタグ周波数が８．２ＭＨｚであれば、送信機は、６０−９０Ｈｚ間の掃引周波数レートで約７．５ＭＨｚから９．０ＭＨｚまで上下に連続して掃引してもよい。
【００１０】
【特許文献１】米国特許第５５１０７６９号の明細書。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
様々な標準ＲＦ雑音計算、環境モデル及びシステム・シミュレーションは、実社会でのオペレーションを絶対的な意味合いで予測することには適用できない。これらの方法によって達成され得る最良のものは、全体的なシステム設計機能である。現行のＥＡＳ技術は、幾つかの分野に限定されている。性能は「平均的な」雑音環境に基づいて予測され、最も一般的なターゲット・サイズ及び信号強度に基づいている。適用可能性は高く、高度にろ波されるが、このシステムは、環境からの共振現象を受けやすく（ドアの枠、天井の配線ほか）、よって実際には、これらの共振現象を解決する高度に訓練されたフィールド・サービス技能者を配する必要がある。
【００１２】
一般に、これらのシステムは真にロバストな通信システム及び機能性に基づいて運用されないという理由で、既知のＥＡＳ業界におけるシステム・オペレーション及びサービス品質（ＱｏＳ）は十分ではない。ＲＦには、アラームの統合という主要な問題点があり、ＡＭにはターゲットの非活性化という問題点がある。これら両方の問題点により、顧客によるターゲットの買い入れは、その商品の量は増大している場合でも年々減少している。
【００１３】
ＲＦアラームの統合における主たる改善は、本参照によりその内容全体が開示に含まれる、カジフェッツ（Ｋａｊｆｅｚ）ほかの特許文献１（以下、「カジフェッツ」という。）によってもたらされた。カジフェッツは、互いに臨界的に結合される２つの共振周波数を有するタグを検出するＥＡＳシステムを開示している。これは、ＥＡＳシステムの７．５から９．０ＭＨｚの掃引通過帯域内で２つの臨界的に結合された共振回路を使用するための手法を提供する。カジフェッツのシステムは、２つの共振周波数間に、タグ間に既知の位相・振幅の関係性を生成する明確な関係性を必要とする。カジフェッツにおけるタグは、先のＥＡＳシステムの検出の信頼性を向上させたが、カジフェッツシステムには幾つかの限界がある。第１に、２つの信号のいかなる摂動もシステムを破壊する。即ち、カジフェッツにおけるタグからの２つの信号のうちの一方が検出されなければ、システムはタグを認識せず、これにより、システムはその意図された目的に関して無効力にされる。従って、このシステムには、例えばショッピング・カートほかの内で金属の近くに置かれる等の局所化されたタグ付け効果に対して免疫がない。第２に、カジフェッツのタグは２つの共振回路によって形成され、その２回路は、その２回路間に製造される臨界的結合によってオーバーレイされなければならない。言い替えれば、カジフェッツのタグは実際には互いの上に製造されて重ねられる２つのＥＡＳタグであり、したがって、ターゲットのコストを著しく高める。第３に、カジフェッツのオペレーションは掃引型のＥＡＳシステムによるものに限定される。即ち、カジフェッツのタグの応答を得るためには、ＥＡＳシステムはタグを介して掃引しなければならない。言い替えれば、カジフェッツのシステムは、電磁的には不連続でない連続信号を有していなければならず、つまりこれは常にオンであることを意味し、かつこれは、応答を得るために周波数を変更し、タグを介して進行しかつこれを走査する。
【００１４】
ＲＦＩＤ技術は、先に述べた問題点に対する解法と見なされているが、本当にそうであるとは言えない可能性が高い。第１に、ターゲットの価格は高く、これは、ターゲット（例えば、アンテナ）付着工程コストに対するシリコン及びウェーハの高い相対コストに起因して近い将来も変わらないと思われる。第２に、ＥＡＳは周辺又は囲い型の機能を提供する。ＲＦＩＤはこの機能をシミュレートすることができるが、短波（ＨＦ）−ＲＦＩＤの通路幅は、典型的には、２”×２”サイズのターゲットを使用する１メートル未満では狭すぎ、極超短波（ＵＨＦ）−ＲＦＩＤシステムでは、使用されるＲＦ媒体の物理学に起因して信頼性がなさすぎる（例えば、本体及び導電構造体の離調及びターゲット対アンテナの方向性）。従って、近い将来における技術的及び財政的制限が多すぎることから、ＲＦＩＤのみではまだＥＡＳの救いの神とはならない。
【００１５】
多種多様の読取り、追跡及び／又は検出アプリケーションのためのＥＡＳ（電子商品監視）タグ及びＲＦＩＤ（無線周波識別）タグの使用は、急速に拡大している。既存のＥＡＳ及びＲＦＩＤの機能性間の円滑な橋渡しは、ＥＡＳ技術における投資、及びＲＦＩＤのより高い実装コストを正当化し得ないＥＡＳ技術における低コストの販売用オブジェクトを保護することの有用性を保全しながらＲＦＩＤのメリットを得ることを可能にするＲＦＩＤに関心のあるユーザによって認識された一貫したテーマであった。しかしながら、識別タグがＥＡＳ及びＲＦＩＤ周波数の両方を受信する能力を有する場合、これらのタグから戻る個々のＥＡＳ又はＲＦＩＤ信号が処理される従来方法は、不可避の欠点又は制限を示す。例えば、これらの信号のリーダは、同じパッケージ内に８．２ＭＨｚのＥＡＳトランシーバと１３．５６ＭＨｚのＲＦＩＤトランシーバとを備え、そのパッケージは、２周波数間の時間領域スイッチングを介して別々のアンテナを駆動する。これらの２技術間の干渉は、従来のアナログ信号ろ波技術によって処理される。しかしながら、このような構成の使用は、構成要素の冗長性（即ち、トランシーバの構成要素の重複、アンテナの重複ほか）を含むことから困難である。また、このような構成に要求されるろ波の度合いは、周波数の高い近接性（１オクターブ未満）及び２伝送帯域に許容される相対信号振幅差に起因して大きい（推定で１００ｄＢ）。さらに、この構成に２つのアンテナが必要であることは、結果的に、何れか一方のみを配置する場合より遙かに幅広の構造体（例えば、約２倍）をもたらす。
【００１６】
これらの技術を使用しても、性能は何れか一方の技術のみを配置する場合より劣る。この関連技術によるＥＡＳ及びＲＦＩＤ構造に使用される識別タグは、２つの回路、即ち、ＲＦＩＤ回路とＥＡＳ回路とを含む。これらは結合されず、互いに電磁的な関係を持たない。先に述べたように、このシステムは、ＲＦＩＤ周波数とＥＡＳ周波数との間の時分割多重（ＴＤＭ）を介する時間領域スイッチングを使用し、両方のためのシステムとして機能する。しかしながら、ＲＦＩＤ及びＥＡＳ間を前後にスイッチングすることにより、結合されるシステムは、定義により単一のスタンドアロン式ＲＦＩＤ及びＥＡＳシステムほどは処理を提供することができない。従って、少なくとも、時間スイッチングは個々の処理が低下するという見返りを有するという理由で、この結合システムは相補的ではなく、何れか一方の技術システムほどうまく動作しない。
【００１７】
伝統的に、「パルス傾聴」方法（例えば、幾つかの周波数バーストのうちの少なくとも１つがＥＡＳタグの共振周波数に近くなるように、ＲＦバースト信号のシーケンスを異なる周波数で送信する方法）はＥＡＳ技術で使用され、ＲＦＩＤ技術では使用されていないが、これは、ＲＦＩＤチップがＲＦＩＤタグのＩＣに電力を供給するためにリーダからの連続する信号放射を必要とするためである。従って、先に論じた欠点を回避すると同時に、ＥＡＳ及びＲＦＩＤ識別タグ信号を同時に検出できるシステムと方法を提供することは有益であろう。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
定義と略語
検出しきい値を決定するためには、測定され得る一連の変数が存在する。これらの変数は、セキュリティ・システム内で、又はターゲット上の何れかで測定され、駆動関数及びアンテナ構成に対する幾何学的関係性に独立な変数及び依存する変数に分類されてもよい。以下、例示的な変数を幾つか説明する。本明細書ではこの後、これらを使用して説明を行う。
【００１９】
ＦＲ：共振周波数
Ｑ：帯域幅
ＴＤ：検出ゾーンにおける信号の持続時間（ＴＤ）
ＡＴ：目標の振幅又は信号強度
ＴＸＳＮＲ：検出環境の信号対雑音比
ＴＸＰＷＲ：送信機の出力電力
ＴＳＳ：目標信号強度
ＤＶ：検出量
ＤＱ：検出品質
Ｄｏｖｅｒａｌｌ：全体検出
Ｄｔｈ：検出しきい値
ＡＴ１２：目標の相対振幅差
ＧＴ１２：共振周波数間の相対位相遅延
ＫＲ１２：カップリング係数
【００２０】
ＦＲ：共振周波数。一般に、ＦＲは、タグの電磁インピーダンスが正の虚数値から負の虚数値へ１つの実数値のみを瞬時に通過して遷移する周波数として定義される。システムには、２つ以上のＦＲが存在してもよい。ターゲットとセンサ・アンテナとの間の、まれな環境でしか関心事とならない相互カップリングが無視できるものである限りにおいて、ＦＲは独立変数である。使い捨てのターゲットの場合、ＦＲは、導電材料及び誘電体（タグ設計に依存する）への近接性によって影響されることもある。典型的には、ＦＲはこれらの材料に近接した状態で下がる。
【００２１】
Ｑ：帯域幅。Ｑは、ＦＲに類似している。Ｑもまた、振幅（Ａ）の低下に直に依存して低下する（帯域幅は増大する）。幾つかの特別な物理的ケースにおいてターゲットが導電面に対し特定（かつ通常ではない）の近接さである場合、及び幾つかのケースにおいて信号Ｑが（信号の振幅と共に）増強される場合を除いて、通常、帯域幅に対する影響は、帯域幅の低減（広がり）の形式である。
【００２２】
ＴＤ：検出ゾーンにおける信号の持続時間（ＴＤ）。これは、センサ（例えば、ゲート）エリアを介する動作の一次関数による変数であり、よってこれは、使用される送信機の関数のタイプ及びアンテナ構造体のサイズに依存する。この場合の関数は、最短（及び最長）時間期間に及ぶ連続性の１つである。
【００２３】
ＡＴ：目標の振幅又は信号強度。ＡＴ関数は、アンテナ構造体に対するターゲットの近接性だけでなく、磁気容量及び目標のＱに基づく。ある実際的な意味では、単一の共振タグの振幅（ＡＴ）は、これが独立な変数ではなく送信電力及びセンサ・ゲートに対するターゲットの相対位置に依存することから、単一の検出方法としては使用され得ない。したがって、検出方法に関しては他の変数が直接、又は間接的の何れかで考慮されなければならない。
【００２４】
ＴＸＳＮＲ：検出環境の信号対雑音比。ＴＸＳＮＲは、各システム毎に送信機出力及び検出サブシステムのしきい値レベルに基づいて計算される。このレベルは、環境の変化に伴って変わる（特定の検出サブシステムの）検出のフロアを設定する。検出方法に依存して、システム（単一のペデスタルであっても）は複数のＴＸＳＮＲ値、おそらくはゲートが使用している各アンテナ／周波数毎に１つを有してもよい。
【００２５】
ＴＸＰＷＲ：送信機の出力電力。この値は、通常は規制された限界値に設定されるが、場合によっては最適でないことがある。例えば、検出量を低減することによってシステムがどの程度その量を供給するかを示す測定値を上げることが好ましい可能性がある。また、上記量は、特定のＴＸＰＷＲにおける目標実効信号強度に依存する。
【００２６】
ＴＳＳ：目標信号強度。ＴＳＳは、制御されたセットアップを与えられたときに、ターゲットが戻すことのできるピーク信号の実効レベル量である。例えば、現行の一般的な使い捨て及び再使用可能なターゲットは、一般に、参照標準である１．５”×１．５”の８．２ＭＨｚ  ＥＡＳタグの測定値の約０．２５倍から９．０倍の間のＴＳＳを有する。
【００２７】
どのＥＡＳシステムにとっても、検出は重要な要素である。本明細書では、検出量（ＤＶ）及び検出品質（ＤＱ）という２つの重要な検出測定基準について論じていく。これらの２測定基準は、システムがどの程度よく機能するかに関する顧客の知覚に優先する。
【００２８】
ＤＶ：検出量は、システムがその意図された検出ゾーンにおける任意の場所でどの程度よくタグを検出するかを示す測定値である。これは、所定のマトリクス内の検出量に渡って移動する二次元ターゲットの通常の３つのキャリア（フロント、フラット及びサイド）を用いて、古典的な方法で測定されてもよい。ＤＶの決定に当たっては、任意の通路幅の真ん中の３分の１を残りの３分の２のそれの２倍に評価することが好適である。例えば、通路幅が６フィートである場合、真ん中の２フィートは、全体スコアの６７％の価値があると考えるべきである。この場合、ターゲットは通路の真ん中よりもセンサ・ゲートに物理的に近く位置づけられている方が検出しやすいこと、及び顧客は中央を通過することが最も多いことが想定されている。図１を参照されたい。ＤＶは、好適には、しきい値レベルに関連する特有の雑音レベルで評価されるべきである。これにより、（送信機の電力制御及びしきい値レベルにより測定されるような）特定のＴＸＳＮＲレベルにおいて（特定のターゲット／システム・コンビネーションに関する）性能の予測関数が与えられる。
【００２９】
ＤＱ：検出品質は、システムがどの程度よく上記量を供給しているかを示す測定値である。システムが最大のＤＶに調整されるとき、この測定値は、不注意によるアラームを拒絶する能力を獲得する。この測定値は安定性の測定値であり、カスタマ・サービス・エンジニアが特定のＤＶにおいてリスクが冒されていると判断することのできる測定値でもある。ＤＱは、システムが調整されて最大のＤＶまで試験された後に、移動するターゲットとして環境へ加算される低いＱ（３０−３５未満）共振を求めることによって測定される。この場合もやはり、その評価は検出サブシステムのしきい値レベルに関連する特有の雑音レベルにおいて実行されなければならない。
【００３０】
Ｄｏｖｅｒａｌｌ：全体検出は、上述の２つの変数（ＤＶ及びＤＱ）に依存し、下記のように、ターゲットとシステムがその中で機能している環境とを与えると、システムの安定性及び機能性を決定するための性能指数及び信頼係数をもたらす。
【００３１】
［数１］
ＤＯＶＥＲＡＬＬ＝ＤＱ（ＴＸＰＷＲ，ＤＴＨ，ＴＳＳ）＊ＤＶ（ＴＸＰＷＲ，ＤＴＨ，ＴＳＳ）
【００３２】
この検出手法は、何らかの小さい修正を加えて、ＲＦＩＤ型システムにも使用されてもよい。共振は、干渉に関してシステムを評価する際に使用されてもよい。さらに、マルチアンテナ構成のシステムの全体機能の決定に際しては、フリンジ（検出量）ＲＦＩＤターゲットが使用されることになる。
【００３３】
ＦＭ／ＡＭ（又は掃引）検出方法は、ターゲットの正確な共振周波数上でターゲットの駆動関数及び自然関数の両方を検出する。このシステムは検出の様々な変数を使用するが、全て、ＦＭ波の包絡線上の古典的な「Ｓ」のサインを検出することに基づくものである。先行する「峰（ｈｕｍｐ）」は場からのエネルギーの吸収であり、後続部分はエネルギーの解放である。ターゲットの共振周波数ＦＲ及び帯域幅Ｑは共に、この方法によって測定される。典型的な平滑化関数は、「バケツリレー」フィルタ（例えば、アナログ又はディジタルの何れか）と移動平均（ＭＡＶ）ディジタル・フィルタリングとの組合せである。
【００３４】
送信機は、位相雑音に起因して特に搬送周波数の近くで重要である有限の信号対雑音比（ＴＸＳＮＲ）を有することから、このＦＭ／ＡＭ検出方法は、ゲート間に達成可能な通路幅に関して有限の限界を有する。この限界値は、何れのオンキャリア製品の性質にも固有である。また、ＦＭ／ＡＭ検出システムは、送信機の駆動関数が常に動作していることから、ノイズによって引き起こされる誤ったアラームを発する性質を有する。この検出方法は、ＴＸＳＮＲフロア効果からの通路の距離に限定されない。またこれは、トランシーバとしての単一のペデスタルの使用を可能にする。
【００３５】
パルス式検出方法は、アラームの検出にターゲットの自然関数のみを使用する。検出しきい値は、通常、正弦波ＦＭ変調信号（典型的には、古典的な「掃引」システムで約７．４及び９．０ＭＨｚに近い）の「エッジ帯域」において計算される。雑音は、駆動関数の存在下でのみ測定される。実際には、雑音は、送信機が有効化されず、次に駆動関数として使用される搬送周波数上にあるときに測定される。これは、品質及び量を検出する幾つかの分野では優位点である。
【００３６】
このシステムは、誤ったアラームを発生させる外部雑音に対する免疫性が極めて高い。これは、ノイズ関数と信号検出用関数とが別々であり、かつフレーム周期毎に時間がランダムであるためである。
【００３７】
本発明の好適な実施形態は、具体的には、ほぼ理想的なＥＡＳ機能をＲＦＩＤ機能へ継ぎ目なしに統合することを可能にする新世代技術に関する。特定の理論に限定されることなく、本好適な実施形態は、共通のアンテナ・パッケージ内に、例えば８．２ＭＨｚのＥＡＳ技術と、例えば１３．５６ＭＨｚのＲＦＩＤ技術とを統合する。駆動関数としての標準ＲＦＩＤ周波数の使用は、ＥＡＳとＲＦＩＤとの容易なパッケージングを可能にし、スケーラブルな技術の真のロードマップを有するであろう。
【００３８】
本発明の好適な実施形態は、具体的には、セキュリティ、マーケティング及び小売りに関する。本発明の他の実施形態は、入庫及び配送システム、製造フロア環境、人数計測システム、製品認証システム、供給連鎖迂回システム及び焼戻しの検出システムを含むアプリケーションに適用されてもよい。上記好適な実施形態は、総合システム設計、検出機構、ターゲットの設計及び機能及び他のシステム（例えば、ＲＦＩＤ）への統合を含む。
【００３９】
最後に、磁界放射付近への人体暴露を低く保つ必要性は、そう遠い将来ではなく重要な問題となるであろう。人体の中枢神経系作用及び埋込み可能な医療デバイスは、社会的なニーズを共通の低電力システムへと向けていくであろう。好適な実施形態は、以後さらに詳細に説明する幾つかの方法でこれに対処する。
【００４０】
好適な実施形態によれば、本発明は、リーダと共振タグとを有する多周波数検出システムを含む。リーダは、パルス問合せ信号を第１の周波数で放射する。共振タグは、パルス問合せ信号を第１の周波数で受信し、第１の周波数で共振された第１の応答信号を送信することによってこのパルス問合せ信号に応答する。共振タグは、さらに、第１の周波数からオフセットされた第２の周波数で共振された第２の応答信号を送信する。リーダは、第１及び第２の応答信号のうちの一方の応答信号を読み取り、かつオプションとして、第１及び第２の応答信号のうちの他方の応答信号を読み取ることにより共振タグを検出する。
【００４１】
好適な実施形態によれば、本発明は、第１及び第２の共振回路を有する多周波数帯域タグも含む。第１の共振回路は、第１のインダクタコイルと第１のキャパシタとを含み、第１の周波数帯域における共振周波数に同調される。第２の共振回路は、第１の共振回路に電磁的に結合され、第２のインダクタコイルと第２のキャパシタとを含む。第２の共振回路は、第１の周波数帯域からオフセットされた第２の周波数帯域における共振周波数に同調される。タグは、連続する問合せ信号及び不連続の問合せ信号の両方に応答するように適合化される。
【００４２】
好適な実施形態によれば、本発明は、さらに、第１の応答信号を第１の周波数で共振するように同調される第１の共振回路を有し、かつ第２の応答信号を第１の周波数からオフセットされた第２の周波数で共振するように同調される第２の共振回路を有する共振タグを検出するための方法を含む。本方法は、パルス信号を提供して問合せ信号を形成することと、問合せ信号を放射して共振タグへ入射させることと、問合せ信号に応答して第１の周波数で共振することにより、第１の共振回路から第１の応答信号を送信することと、第２の周波数で共振することにより第２の共振回路から第２の応答信号を送信することと、第１及び第２の応答信号のうちの一方の応答信号を読み取り、かつオプションとして、第１及び第２の応答信号のうちの他方の応答信号を読み取ることにより上記共振タグを検出することを含む。
【００４３】
好適な実施形態によれば、本発明は、さらに、第１の周波数で第１の応答信号に共振するように同調される第１の共振回路を有しかつ第１の周波数からオフセットされた第２の周波数で第２の応答信号に共振するように同調される第２の共振回路を有する共振タグを検出するための多周波数検出システムを含む。本システムは、パルス信号を提供して問合せ信号を形成するための手段と、問合せ信号を放射して共振タグへ入射させるための手段と、問合せ信号に応答して第１の周波数で共振することにより、第１の共振回路から第１の応答信号を送信するための手段と、第２の周波数で共振することにより第２の共振回路から第２の応答信号を送信するための手段と、第１及び第２の応答信号のうちの一方の応答信号を読み取り、かつオプションとして、第１及び第２の応答信号のうちの他方の応答信号を読み取ることにより共振タグを検出するための手段とを含む。
【００４４】
本発明の適用可能性のさらなる範囲は、以下の詳細な説明から明らかとなるであろう。但し、以下の詳細な説明及び特定の例は本発明の好適な実施形態を示すものではあるが、単なる例示であること、及び本発明は以下の詳細な説明から当業者には明らかとなるはずであって本発明が下記に示される精確な配置及び手段に限定されないことは理解されるべきである。
【発明の効果】
【００４５】
多周波数検出システムは、ほぼ理想的なＥＡＳ機能をＲＦＩＤ機能へ継ぎ目なしに統合することを可能にする。特定の理論に限定されることなく、好適な実施形態は、共通のアンテナ・パッケージ内に、例えば８．２ＭＨｚのＥＡＳ技術と、例えば１３．５６ＭＨｚのＲＦＩＤ技術とを統合する。駆動関数としての標準ＲＦＩＤ周波数の使用は、ＥＡＳとＲＦＩＤとの容易なパッケージングを可能にし、スケーラブルな技術の真のロードマップを有するであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
以下、本発明の好適な実施形態の詳細な説明は、添付の図面に関連して読めばより良く理解されるであろう。諸図を通じて、同様の参照数字は同様の要素を示す。
【００４７】
特定の理論に限定されることはないが、ＵＨＦではなく、好適にはＨＦ型技術を使用するシステムにおいて本発明を説明する。その理由は２点ある。第１に、ＵＨＦ技術は、導電オブジェクトへの近接性（即ち、シールディングと本体の離調）により容易に破壊される。第２に、ＵＨＦ周波数は未だ全世界的には調和されず、近い将来もこれは変わらないと思われる。ＵＨＦ技術が好適でないとはいえ、本発明の範囲はＨＦ型技術に限定されず、実際にはＵＨＦ技術を包含することは理解される。
【００４８】
オフセットされる好適なターゲットは、搬送波として１３．５６ＭＨｚのＨＦ産業（Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ）、科学（Ｓｃｉｅｎｃｅ）、医療（Ｍｅｄｉｃａｌ）用（ＩＳＭ）バンドを使用する。この搬送波は、既存のＲＦＩＤシステムと共に、又は独立式に使用されてもよい。オフセットされるターゲットは、好適には、搬送波の帯域幅より高い、又は低い周波数に同調される単一の共振器型である。検出は、目標包絡線からのリングダウン（ｒｉｎｇ  ｄｏｗｎ）（指数）及び帯域幅Ｑの信号を測定するパルス型である。非活性化は、好適には、ディンプル型又はヒューズ型の何れかの構造体及び１３．５６ＭＨｚの信号源からの強力な過負荷によって行われる。明らかに、これは、２７．１２ＭＨｚのＩＳＭバンド等の他の周波数によって使用されてもよい。
【００４９】
上記検出方法は、好適には、ターゲットのオフセット周波数を測定することにより、ＲＦＩＤターゲットではなくＥＡＳ固有のターゲットが測定されたことを確認する。これは、高度に混合された技術環境においては特に重要になる。こうした場合の困難は、オフセットが、高性能に同調されたＲＦＩＤターゲットからの誤ったアラームを制限するに足るものであるが、ターゲットへの電力伝達を制限するほど高くはない点を確認することにある。１３．５６ＭＨｚのＩＳＭバンドの帯域幅は＋／−７ＫＨｚであり、出力電力は約１５，０００ｕＶ／ｍである。この多大な電力は、当業者には既知の何らかのタイプのタグ非活性化防止方法が採用される限り、検出に関する懸念を克服するに足るものである。
【００５０】
ターゲットのコスト及びターゲットの製造可能性は、現行のＥＡＳ生産ラインのそれに類似している。使用されるプロセス方法によっては、レーザ・トリミング又は他の何らかの正確な周波数管理方法が必要とされてもよい。
【００５１】
図２は、約１３．５６ＭＨｚにおける送信機出力のスペクトルを描いたものであり、「ゼロ・オフセット（ｚｅｒｏ  ｏｆｆｓｅｔ）」方法を使用するＥＡＳシステム内の好適なターゲット（例えば、タグ）の「オン周波数（ｏｎ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）」の問い合わせに対する例示的な結果を示す。本方法は、ターゲットへの電力伝達を最大化することの利点をもたらす。しかしながら、この周波数におけるＲＦＩＤターゲットはどれも、システムに警報を発することがある。「ゼロ・オフセット」方法は、アラームを、周波数及びＱだけでなくターゲットからの応答信号（データ）の不在によってもトリガすることによって、この誤ったアラームに関する懸念を克服する。
【００５２】
このゼロ・オフセット方法に代わるものは、固定オフセット方法である。この方法は、ＲＦＩＤターゲットに起因する誤った肯定応答の懸念が低減されるという優位点をもたらす。しかしながら、このシステムは中心周波数の移動に反応するようになる。検出感度は、ターゲットの帯域幅Ｑに比例する。図３及び４におけるオフセットされたターゲットの送信機出力スペクトルが示すように、Ｑが高いほど応答は不利益になる。
【００５３】
本オフセット方法の応答は、初期の調査で、低い帯域幅Ｑのターゲットの方が電力伝達に関しては性能がよいと指摘することがある。しかしながら、目標信号強度（ＴＳＳ）は、磁気結合の断面積及び帯域幅Ｑの両方に比例する。従って、特定のサイズのターゲットでは、Ｑの最大化はＴＳＳを最大化させる。
【００５４】
本明細書で論じる検出システムには、伝統的に、共振オブジェクト及び雑音源（環境系及び同一場所に配置されるシステムの両方）による実装上の懸念が存在する。従って、ターゲット及び対応する検出方法に関しては、これら両方に対する厳重な周波数制御及び帯域幅Ｑを提供することが有益である。しかしながら、タグは小さい方がより普及する傾向があるので、システム検出において帯域幅Ｑは制御可能性の低い要素になる。
【００５５】
商品の共振は、送信機電力の増加によって悪化される。実際に、商品及び他のオブジェクトの共振は、より高い周波数では関連する波長がより短いことから、８．２ＭＨｚよりも１３．５６ＭＨｚにおける方が遙かに悪くなることがある。当業者であれば容易に理解するであろうが、これらの共振は、帯域幅Ｑの測定の制限によって最小化される可能性がある。
【００５６】
検出量（ＤＶ）は、少なくともピーク出力電力の約２３ｄＢの増加、及びターゲットの制御されたＦＲからの比較的狭い検出帯域に起因して、現行の検出システムよりも改善されている。この増加は、２つのアクティビティ、即ち、非誘導結合型雑音環境下でのＤＱの増加、及び（対応するＡＴ及びＱの低減を伴う）ターゲット・パッケージ・エリアの縮小、を実行するように管理される。
【００５７】
１３．５６ＭＨｚ及び８．２ＭＨｚの検出システム間のスレービングは、これらの検出システムが共に、好適には共通の単一周波数で動作されることから利用可能である。送信機パルスは全て単一の周波数上にあるべきであり、目標ＦＲは大幅にオフセットされることから、システム間のクロストークは最小である。
【００５８】
先に述べたように、これらの好適な実施形態が１３．５６ＭＨｚの単一周波数に限定されない点は理解される。例えば、代替周波数である２７．１２ＭＨｚは、規制の観点から、僅かに低いＴＸＰＷＲで使用されてもよい。これらの好適な実施形態によるシステムを使用する固有の利点は、プロセッサ制御式の単一の送信機及びアンテナ構造体が、特に、ＥＡＳ部分のための何らかのフィルタリング及びアナログ受信機とともに、ＥＡＳ及びＲＦＩＤの両方のターゲット用として機能することにある。ＥＡＳターゲットのためのフィルタリングはＲＦＩＤ受信機のためのフィルタリングとは異なると思われるが、共有のＤＳＰセクションを使用可能であることは明らかである。同様に、エア・プロトコル及びＲＦ処理に他の代替周波数が使用されることもある。特定の理論に限定されるわけではないが、非活性化は、好適にはより高い電力のＰＯＳシステムによって実行される。
【００５９】
このシステムに関して興味深い点は、ＲＦＩＤ検出システムのパルス・プロファイルを電力源として使用することによるＥＡＳターゲットの透過検出である。このシステムは、受信機を除いてＲＦＩＤ設計にほとんどオーバーヘッドを加算しない。
【００６０】
図５は、オフセット周波数方法の例示的な電力割当量を示す。この電力割当量は、トリミングされた、又は同調されたターゲット及び１３．５６ＭＨｚ送信機の電力出力の規定上限値に基づく。下記の式は、（アルゴリズムの性能が一定であることを想定した）ある検出システムの電力割当量の方程式を示す。この例の場合、ＴＳＳは第１のターゲットには基準値０ｄＢであり、自動適用のターゲットには＋６ｄＢである。ＴＸＰＷＲは８．２ＭＨｚの基準システムで０ｄＢであり、限界値１３．５６ＭＨｚにおける基準システムで＋２３ｄＢである。ＴＯＦＦＭＡＸは、「オン周波数」システムの電力伝達の考え得る最悪のケースである０ｄＢに基づく。
【００６１】
［数２］
Ｄ１＝ＴＸＰＷＲ＋ＴＳＳ−ＴＯＦＦＭＡＸ
【００６２】
図５に描かれている送信機出力のスペクトルでは、ＴＯＦＦＭＡＸは１３ｄＢである。これにより、検出システムの電力割当量Ｄ１は、２３ｄＢ＋０ｄＢ−１３ｄＢ＝１０ｄＢになる。好適な実施形態によるこの手法は、標準サイズのターゲット及びより小さいターゲットを使用するシステムに追加的かつ明確な優位点をもたらす。例えば、標準的な１．５”×１．５”のターゲットの代わりに１インチ×１インチのサイズのターゲットが使用されてもよい。
【００６３】
好適なターゲットは、２つの特有のＦＲ帯域（例えば、ＦＲ１及びＦＲ２）で共振するデュアル共振周波数ＦＲターゲットである。このシステムの優位点は、高い送信機検出電力システムに起因してシステムは環境による共振及び不慮の非活性化に耐性を有するようになることから、システムの検出品質（ＤＱ）が検出量（ＤＶ）に不利益を与えることなく向上することにある。
【００６４】
特定の理論に限定されるわけではないが、本システムの周波数のうちの１つは「オン搬送波（ｏｎ  ｃａｒｒｉｅｒ）」であり、好適には、ターゲットへの電力伝達を最大にするために使用される。二次周波数は、システムの簡便性及び運用機能性のために選択される。本明細書に開示している例のほとんどは、１３．５６ＭＨｚの一次共振周波数（ＦＲ１）を使用する。二次周波数（ＦＲ２）を選択することにより、ターゲット及びシステムのコストを最小限に抑えながら機能性ＤＱ及びＤＶを最大化する。
【００６５】
この方法には、多くの利点がある。本件発明者は、ＦＲ１とＦＲ２との間のカップリング係数（ＫＲ１２）の追加によって、システムのアラーム統合が高い比率で大幅に増大されることを発見している。当業者には容易に理解されるであろうが、カップリング係数ＫＲ１２のメカニズムは、部分的な信号の戻りからターゲットへの電力伝達をデカップルする。このデカップリングは、ＦＲ１に存在する環境共振を、それが（ドア内又はシステムを介して運搬中の商品内のように）移動中であっても無視できることを意味する。受信機は、好適には、ＦＲ１の存在をゲート機構として検出し、上記ゲート機構は次に、ＥＡＳターゲットの存在を確かめるために、受信されるＦＲ２と相関されてもよい。
【００６６】
システム通信のロバスト性は、幾つかの測定可能な要素によって劇的に増大される。先に述べたように、同様のＫＲ１２との環境共振の尤度は極めて低い。さらに、ＦＲ２に関しては、例えばＦＲ２の周波数及びＱ（Ｑ２）である追加の適格性を提供する幾つかの変数が存在する。さほど明白ではないが、２つの周波数における目標振幅（例えば、ＡＴ１及びＡＴ２）間の相対振幅差がそれであり、以後、これをＡＴ１２と呼ぶ。ＡＴ１２は、センサ・アンテナに対するターゲットの幾何学的位置に関わりなく常に同量になる。他の変数としては、ＦＲ１とＦＲ２との間の相対位相遅延があり、以後、これをＧＴ１２Ｓと呼ぶ。ＧＴ１２は、２つの指数関数型減衰エンベロープ間の差として測定されてもよい。当然ながら、本システムは、本明細書が論じる変数をターゲットからの応答信号に基づいて決定するコンピュータを含む。
【００６７】
具体的には、二次周波数ＦＲ２が好適には送信機電力パルスにより荷電され得ないだけ周波数領域内で離隔されていることから、ＦＲ２における環境共振はこのシステムによって検出されない点は留意されるべきである。これにより、本システムは、生得的に自己インストール可能型にされ、ＤＶ及びＤＱに関して極めて安定したものにされる。
【００６８】
ＫＲ１２、ＦＲ２、Ｑ２及びＧＴ１２の測定値の追加は、これらの好適な実施形態に現行のシステムのそれを凌ぐ素晴らしい検出品質（ＤＱ）を与える。経験的な言い方をすれば、各追加変数は、システムを不正確にする可能性があるメカニズムの少なくとも半分の量であるべきである。この場合、実際には、測定され得る新たな独立変数がＦＲ２、Ｑ２及びＧＴ１２の３つ存在する。
【００６９】
特定の理論に限定されるわけではないが、好適な実施形態に従って設計されるターゲットは、規定の放射能力に依存して、一次又は二次共振の何れかで非活性化されてもよい。これは、好適な二次周波数ＦＲ２が、例えば約８．２ＭＨｚ又は２７．１２ＭＨｚであることの別の理由である。これを８．２ＭＨｚで有することの明白な優位点は、現時点で市場に存在する周知の機器を使用できることにあるであろう。
【００７０】
この技術の基礎は、検出の観点からすれば現行の検出システムに類似するものであるが、２つの同時共振用にスケーリングされる。好適な実施形態による検出は、捕捉されたデータに基づいて即座に実行されるＧＴ１２変数の追加的な計算の複雑さを含む場合がある。
【００７１】
好適な実施形態の別の利点は、本手法が、１３．５６ＭＨｚのＲＦＩＤターゲットに起因して発生する可能性のある誤ったアラームから逃れることにある。さらに、受信される信号は送信周波数から大幅に離隔されることから、検出システム間のスレービング又は他の同期化の必要がない。
【００７２】
好適なターゲットを参照すると、ＦＲ２への電力伝達を促進するためには、ターゲット上の２つの共振周波数間のカップリングが極めて良好（＞０．９）である必要がある。電力伝達のメカニズムは、ＦＲ２を「ピング（ｐｉｎｇ）」しかつこれに発振させるように作用する基本搬送波（ＦＲ１）のステップ応答の形式である。この発振の振幅は、実質的に駆動関数の振幅（おそらくは約１０−１５ｄＢ）より小さい。しかしながら、このより小さい振幅は、約８−１３ｄＢの実効信号増加に対する約＋２３ｄＢの実効電力増加によって緩和される。これは、一次及び二次共振間の変数の相関を介してさらに向上（約６ｄＢ）されてもよい。
【００７３】
好適な実施形態の別の利点は、標準ＲＦＩＤターゲットへの適合化が容易であることにある。基本的なＲＦＩＤターゲットは、この二次共振を自らに追加させるだけで（図１８及び１９）周辺ＥＡＳ検出システムを利用可能にすることができる。ＲＦＩＤターゲットの周辺検出は、ＲＦＩＤターゲットがＥＡＳ「ビット」しか送信しないものであっても４フィート以下の最大通路幅を有する。好適な実施形態の場合、ＲＦＩＤターゲットは、信頼性（ＤＱ）及び量（ＤＶ）に関して強化されたＥＡＳ機能性を得る。
【００７４】
再活性化が可能なターゲットは、好適な実施形態に従って、非常に強いＦＲ１信号により再度開放され得るディンプルの使用を介して生成されてもよい。ある好適なターゲットでは、ディンプルは、大量の一次ＦＲ１循環電流を伝送する好適なエリアに拘束され、これにより、ディンプルは特有の電力レベルにおいて開放される。
【００７５】
先に述べたように、このアーキテクチャの好適な実施形態の説明は、１３．５６ＭＨｚのＩＳＭ周波数バンドを使用して行っている。デュアル共振周波数技術に関しては、１３．５６ＭＨｚのＩＳＭと広範囲で標準的な補助帯域（即ち、８．２ＭＨｚ）とのカップリングが有利と考えられている。しかしながら、２７．１２ＭＨｚ以上の帯域も利用できる点は言及されなければならない。電力伝達周波数を１３．５６ＭＨｚより遙かに高くすることに伴う基本的な問題点は、送信機及びアンテナ設計の分野に属する。例えば、送信機の電力増幅器設計のための２つの既知の手法は、スイッチング電源及びＲＦ増幅器である。スイッチング電源の使用は、遙かに高い、より効率的な送信機電流発生を可能にするだけでなく、より安価な部品の利用（例えば、ＲＦ  ＦＥＴに対するものとしてのパワーＭＯＳＦＥＴ）を可能にする。これはまた、効率的な管理パルス・エネルギー分散及び高速受信機ターンオン時間も可能にする。しかしながら、システムがより高い周波数に移行するにつれて、伝統的なＲＦ増幅器設計理念がより有利になる。周波数が高くなるにつれて、古典的なＲＦエンジニアリング方法の技術者にとっては、部品がより容易かつ効率的になる。
【００７６】
好適なアンテナ設計は、送信機の設計タイプに関連づけられ、効率的な電流キャリアにするためにアンテナの自己共振点が送信機の搬送周波数より高いことを必要とする。現行の設計は、既に予見可能な限界値１３．５６ＭＨｚ近くまで推し進められていて、２０ＭＨｚのレンジ内に自己共振点を有する設計はほとんどない。
【００７７】
好適な実施形態のための別の手法は、複数の二次検出帯域の使用を含む。例えば、ある汎用の帯域は汎用の周辺ＥＡＳに使用されることがあり、一方で別の帯域は書籍において、別の帯域はＤＶＤ／ＣＤにおいて用いる。このプライム領域は、この場合、ターゲットが、存在する可能性のある任意のＲＦＩＤ関数に独立な一次ロングレンジ（他のＨＦシステムに対して）周辺検出及び分類システムを有することのできる領域になる。
【００７８】
好適な実施形態は、低いコスト、高い信頼性、ロングレンジ機能としてのＥＡＳと、高コスト、高信頼性、ショートレンジ機能としてのＲＦＩＤとを統合させる。ＲＦＩＤターゲットが読み取られる場合、誤ったアラームの観点から見た信頼性は極めて高い。しかしながら、読取り品質は、必要とされるＲＦ物理学に起因して過酷な制限を有する。１３．５６ＭＨｚのＨＦ  ＲＦＩＤは、２つの主な制限、即ち、読取り距離及び検出場におけるターゲット捕捉速度、を有する。ＤＶで表現される距離は、ターゲットのサイズ、統合回路の電力消費、センサ・アンテナのサイズ／設計及び規定の放射及び暴露限界値に関連している。これらの変数は全て、ＲＦＩＤがアイテム・レベルへ移動し、より小型化されているターゲット・サイズに最も過酷な影響が及びかつ人体暴露による健康及び安全上の影響に関する厳密な制限が課されるにつれてその正当性を疑われる。
【００７９】
９００ＭＨｚのＵＨＦ  ＲＦＩＤもまた、読取りの信頼性及び読取り距離、という２つの明確な制限を有する。読取りの信頼性における制限は、使用されている周波数帯の電磁特性の性質に起因する。ＵＨＦバンドは（及びこれより高いバンドも）、優れた「見通し内（ｌｉｎｅ−ｏｆ−ｓｉｔｅ）」（ＬｏＳ）通信システム特性を提供するが、見通し内（ＬＯＳ）通信は、センサ・アンテナの検出ゾーン内又は近くに置かれるほぼ全ての導電オブジェクトによって容易にかく乱又は摂動もされる。これにより、任意の特定ポイント（例えば、セキュリティ上の理由で店舗の周辺）において検出される必要のあるターゲットに信頼性がなくなり、実際に、容易にだまされる可能性が強まる。この摂動効果もまた、読取り距離問題に関連づけられる。ＵＨＦ信号はＨＦ信号とは異なり、事実上完全に形成された伝搬する電磁（ＥＭ）波であって（ＨＦは実際にはまだ単に磁束Ｈ場である）、長い導体に「乗せてもらって」検出量を効果的かつ劇的に増大させる傾向があり、ターゲットをかなり遠方で読み取らせかつどのターゲットが正確にどこに存在するかを理解する問題を生じさせる。ＵＨＦ信号による読取り距離の延長問題は、ターゲットへの問合せ／ターゲットからの応答によるターンアラウンド時間を測定することが可能であり、これにより物理的な行程距離が効果的に測定されることから、対処が可能である。問題は、測定の単位がおそらくはナノ（１０−９）秒及びピコ（１０−１２）秒であることから測定精度にあり、環境問題を考えるとこれは不可能であるか、費用有効性がない。従って、これらの制限に鑑みれば、ＨＦ物理学は、ターゲットが地理的に制約された領域内で具体的に識別されなければならない場合に好適である。
【００８０】
ＥＡＳ及びＲＦＩＤ技術によるアイテム・レベルの周辺統合に関するこの検討は、運送用パレット及びケースのＲＦＩＤ統合に繋がる。ＵＨＦは、このアプリケーションでは今までのところ、明らかにＤＶ及びＤＱの利益のために基準として使用されている。しかしながら、これらの利益は、高度に制御された環境下でのみ有効である。より大きいＨＦターゲット（ＵＨＦターゲットと同サイズ）は、ＤＶ及びＤＱの両方の測定においてＵＨＦと同等に機能する。実際に、ＨＦは、多種多様の環境においてＵＨＦより優れた測定基準を有する可能性が高い。
【００８１】
さらに、非ＩＣベースのターゲットは、特定の周波数及びセンサ・アンテナ設計に対し、検出量（ＤＶ）に関して著しい優位点を有する（と同時に、他の全てのパラメータは等しい）。適切なターゲット設計及び通信方法の使用により、検出品質（ＤＱ）はＲＦＩＤシステムのそれに等しい。これは、主としてＩＣには電力供給が不要であるという事実に起因して、使用されるどんな周波数帯に関してもあてはまる。
【００８２】
ＲＦＩＤ及びＥＡＳ両方の機能性に、好適な１３．５６ＭＨｚの送信フィールドを使用することにより、検出量から検出品質に至るほぼ全ての問題点は、開発者、顧客及び統合者の観点からより容易に管理されることが可能である。特有のエア・インタフェースは、ＲＦＩＤ読取りパルス上の時分割多重（ＴＤＭ）又はピギーバック方式の何れかであってもよい。検出方法は変わるが、多共振ターゲットは単共振ターゲットを凌ぐ大幅に向上した性能を有する。
【００８３】
上述の何れの方法も、ターゲットの設計及び製造がその成功にとって重要であり、以下、各ターゲットの開発に関連する要件及びリスクについて論じる。
【００８４】
送信機の関数又は駆動関数の何れの場合も、ターゲットはその自然関数で応答する。駆動関数の位相シフトを、ターゲット上に課されたものとして検出することは可能である。この位相シフトは、送信機の周波数及びパルス波形においてターゲットからアンテナへと戻る受信エネルギーの遅延である。実際的に言えば、この遅延はほぼピコ（１０−１２）秒からフェムト（１０−１５）秒の範囲であり、測定は困難である。しかしながら、ＲＦＩＤソリューションの場合、このターンアラウンド遅延時間は、それがほぼマイクロ（１０−６）秒又はその妥当な分数であれば測定可能である場合がある（例えば、ＲＦエンジニアリングにおいて周知のやり方である時間領域反射率測定（ＴＤＲ）の変形として）。この測定は、ＵＨＦ又はマイクロ波ＲＦＩＤタグが物理的にトランシーバ・アンテナに近接して存在するかどうかを決定する方法を考え出すために有益である。
【００８５】
ターゲットからの関数は、駆動関数が除かれるときに最も良く説明される。これにより、自然関数のみが残る。伝統的な単周波数タグのためにこれをカップリングすることは、周知である。
【００８６】
基本的な多周波数タグは、２つ以上の異なる周波数で共振し、よってさらにパルス傾聴検出の間に店舗商品からターゲットの電子署名を識別するＥＡＳタグを含む。さらに、好適なターゲットはある形式のアナログＲＦＩＤを含み、この場合は、周波数の異なる組合せが個々の通し番号を指示することができる。タグは、製造されると、あるＲＦ周波数で刺激され、次いで２つ（又はそれ以上）の共振周波数において「自然なリングダウン」を測定される。特定の理論に限定されるわけではないが、好適なタグは、１３．５６ＭＨｚで励起されるときに最適性能を有し、よって、ＩＳＭバンドにおいて動作するときにさほど厳しくないＦＣＣ／ＣＥ規制を利用する。
【００８７】
図６は、例示的な多周波数タグを略示したものである。多周波数タグ１０はデュアル周波数共振回路１２を含み、デュアル周波数共振回路１２は２つのＬＣ回路１３及び１７を有する。各ＬＣ回路は、第１のＬＣ回路１３を形成するインダクタ１６（Ｌ１）を伴うキャパシタ１４（Ｃ１）、及び第２のＬＣ回路１７を形成するインダクタ２０（Ｌ２）を伴うキャパシタ１８（Ｃ２）のように、キャパシタ及びインダクタを有する。第１及び第２のＬＣ回路１３及び１７は、好適には単一平面上で互いに結合されるが、第１及び第２のＬＣ回路間の平面関係は決定的ではないことから、タグはそこに限定されない。特定の理論に限定されるわけではないが、共振回路１２は、本質的に、並列のＬＣ回路（例えば、第１のＬＣ回路１３）に並列な少なくとも１つの直列共振インダクタ−キャパシタ（ＬＣ）分岐（例えば、第２のＬＣ回路１７）を含む。キャパシタ及びインダクタの成分値は、好適には、タグが８．２ＭＨｚ及び１３．５６ＭＨｚの両方で共振するように選択される。所望されれば、タグ１０は、キャパシタ及びインダクタを追加することにより、追加の共振周波数を含むように変形されてもよい（例えば、キャパシタＣ３及びインダクタＬ３を追加して共振周波数ＦＲ３を含み、キャパシタＣ４及びインダクタＬ４を追加して共振周波数ＦＲ４を含む）。プリント回路基板技術を使用してタグ１０を形成することは、本発明の範囲内にある。但し、多周波数タグ１０は、厚紙のベースに分離して固定されたインダクタ及びキャパシタ等の既知の代替構造体から形成されてもよい。
【００８８】
ＲＦＩＤ技術を統合するために、ＩＣはキャパシタ１４（Ｃ１）及びインダクタ１６（Ｌ１）と結合され、検出ゾーン内で活性化されるとそのＩＤを提供する。キャパシタ１４（Ｃ１）及びインダクタ１６（Ｌ１）は多周波数タグ１０に電力を供給し、タグ内の別の共振周波数（例えば、ＦＲ２、ＦＲ３、ＦＲ３）へ結合されるとその署名シンボルを供給する。署名シンボルは問合せ信号への応答が遙かに速く、ＩＣよりも遙かに遠くで応答する。次に、ＲＦＩＤ技術を組み込んだ他の例示的な多周波数タグについてさらに詳しく論じる。
【００８９】
当業者には容易に理解されるであろうが、タグ１０の設計プロセスは、２つのインダクタ１６、２０間の磁気結合を正当に推定することを必要とする。このカップリング係数の確定に際しては、幾つかのインダクタを巻いて試験を行った。共振回路１２の成分値は、この磁気結合の効果を考慮して選択し、Ａｇｉｌｅｎｔ  ８７１２ＥＴネットワーク・アナライザを使用して共振周波数用に測定した。図７に示すように、分離したインダクタ１６、２０及びキャパシタ１４、１８で形成される例示的なタグ１０は、約８．００３ＭＨｚ及び約１３．５６２ＭＨｚで共振する。
【００９０】
図８は、好適な実施形態による別の多周波数タグ３０の回路図である。タグ３０は、図６に示すインダクタ２０、１６及びキャパシタ１８、１４に機能が類似するインダクタ３２、３４及びキャパシタ３３、３５を含む。具体的には、インダクタ３４及びキャパシタ３５は第１の共振周波数を有する第１のＬＣ回路を形成し、インダクタ３２及びキャパシタ３３は第２の共振周波数を有する第２のＬＣ回路を形成する。インダクタ３２、３４は、磁気結合を考慮して変成器ＴＸ２としてモデル化される。タグ３０は、インダクタ・ワイヤにおける抵抗損失を推定する抵抗３６（Ｒｌｏｗ）及び３８（Ｒｈｉ）も含む。タグ３０の略図中央は、ソース・アンテナのＲＦエネルギーをタグ３０へカップリングすることを考慮して、インダクタ及びキャパシタ対４２（Ｒ６）及び４４（Ｒ７）を有する変成器４０（ＴＸ１）を示す。タグ３０は、ソース・アンテナを駆動する電圧源としての電圧源４６（Ｖ３）も含む。スイッチ４８（Ｕ１）は、５μ秒で断続的に開くことによりパルスＲＦを擬似的に発生する。
【００９１】
図９は、スイッチ４８（Ｕ１）が５μ秒で開放されるとタグ３０の「リングダウン」を探すためにシミュレートされた過渡応答を示す。指数関数的リングダウンの間、２つの異なる正弦成分が認められる。
【００９２】
図１０は、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）の結果の図解であり、スペクトル・コンテンツを示す。ＦＦＴは、各々スパイク５０、５２において８．０及び１３．５６ＭＨｚのリングダウン成分を明白に示している。
【００９３】
図１１−１３は、リングダウンの２つの周波数を示す実験測定値を示す。ベースラインとして、図１１は、送信される１３．５６ＭＨｚ信号がオフ切換された後の残留ＲＦフィールドの測定値を示す。オシロスコープ及びプローブによって得た測定値は、急速な送信機減衰を示すが、タグのリングダウンは示していない。好適な実施形態による例示的な多周波数タグをアンテナの近くに置き、同じくオシロスコープとプローブでＲＦフィールドを測定した。図１２は、急速な送信機減衰を有する残留ＲＦ場の測定値を示すが、約８．０及び１３．５６ＭＨｚで著しいタグのリングダウンを示している。この波形を、オシロスコープ上でＦＦＴ機能を使用して周波数領域へ変換した。図１３は変換された波形を示し、約８．０及び１３．５６ＭＨｚにおいて明らかなピークが見える。
【００９４】
好適な実施形態の多周波数タグは、既存のプロセスを使用して製造されてもよく、店舗商品に比べて独自の電子署名を有してもよい。修正されたアルゴリズムは、多周波数タグの好適なスペクトル・コンテンツの存在を検出し、こうしてアラームの完全性を向上させる。検出は、既存のトランシーバ技術のハードウェアを、例えば約１３．５６ＭＨｚにおける送信及び約８．０から８．２ＭＨｚまでにおける検出を考慮して修正することにより改善される。
【００９５】
図１４−１６は、好適な実施形態による図である。具体的には、図１４は、センサ／ＰＯＳデバイスの機能実装を示すシステム・ブロック図であり、図１５は、ソフトウェア・アプリケーション層のソフトウェア・アーキテクチャ図であり、図１６は、ソフトウェアのワークフローを示すソフトウェア・コマンド及び機能図である。
【００９６】
図１４のシステム・ブロック図は、好適な検出システムの実装された機能エリアの概観を示す。この検出システムは、ＥＡＳシステムの任意の実装も可能にする。唯一、増幅器の周波数帯及び出力フィルタの特性には制限がある。ダイレクト・ディジタル・シンセサイザは、フレキシブルなマルチバンド・オペレーション、変調、ＤＳ及びＦＨスペクトル拡散ほかを可能にする。帯域通過フィルタ及びベースバンド復調のコア設計は、コア基準、そのコマンド全体集合及び同じくＤＳＰシステムに内在するメモリ管理である。高効率のＣ級、Ｄ級又はＥ級増幅器に関しては、使用される等級は、当業者には容易に理解されるように、線形性、スペクトル純度及び変調モードに依存する。ＦＰＧＡは、より高いレベルのアプリケーション統合のためのフレキシブルＩＯ及び埋込み型ｕＣを見込んでいる。
【００９７】
図１５のソフトウェア・アプリケーション層図は、高位レベル（通信及びアプリケーション層）から物理ＲＦインタフェース（例えば、８．２ＭＨｚ、１３．５６ＭＨｚ、２７．１２ＭＨｚ、５８ｋＨｚほか）までに関するシステムのコマンド及びアプリケーション・フローを詳述している。このシステムの独自の特性は、代替のＥＡＳ及びＲＦＩＤデバイスをも含むほぼ全てのＲＦ通信デバイスへの統合及び拡張を可能にする。
【００９８】
図１６のソフトウェア・コマンド及び機能図は、上述の所望されるアーキテクチャの物理的ソフトウェア実装のワークフローを示す。このシステム・ブロック図は、例えば、多周波数検出システムが互いに合理的な近さではないが単一の周波数問合せ信号によって十分に励起される２つの周波数を有するタグを監視している場合の好適な実施形態を示す。ある例示的なシステムは、８．２ＭＨｚ及び１３．５６ＭＨｚの周波数を有するタグを監視する。これらの特定の周波数は論述を容易にするために使用されているものであり、本例及び本発明の範囲がこれらの特定の周波数に限定されないことは理解される。こうした状況においては、８．２ＭＨｚ及び１３．５６ＭＨｚ信号を同時に励起することが好適である。図１４−１６に示すシステムを参照すると、送信機及び受信機すらも完全にプログラム可能なソフトウェア定義アプローチが示されている。両方の周波数が同時に変調されると、結果的に生じる信号は、アナログの視点からは整合が極めて困難である極めて複雑な波形を有し、回路は極度に複雑なものになる。ある好適な回路は、両方の信号を送信しかつ伝送するブロードバンド増幅器を含む。相互変調歪みは、当業者には容易に理解されるように、前置補償又は送信前のソフトウェア補正の何れかによって補正されてもよい。増幅器のこの線形化は、これを実行できるほどの高速ディジタル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ）を必要とする。このような高速ＤＳＰは、既知である。従って、本好適なシステムは、問合せ信号を両周波数で同時に、これらの信号が互いに破損し合うことなく送信することができる。ソフトウェア・ベースの受信機は、事実上、広帯域信号を受信してディジタル化する。次いで、受信機は、ソフトウェア（又はこのソフトウェアを模倣するハードウェア）を介して、システムが戻って来る両応答署名を受信することを有効化する。従って、好適な実施形態による多周波数検出システムは、ＲＦＩＤタグと通信しかつ同時に８．２ＭＨｚのシステムをパルス化して両周波数で共振するターゲットの組み合わされた署名応答を確認する持続波（ＣＷ）１３．５６ＭＨｚのシステムを含んでもよい。
【００９９】
図１７−１９は、好適な実施形態による多周波数タグの３つの変形を示す例示的な回路図である。具体的には、各回路図はデュアル周波数タグを示す。追加の周波数は、例えば、追加の共振回路（例えば、ＬＣ回路）を既存のタグへ結合することによってタグへ追加されてもよい。追加の周波数で共振するタグを生成するために既存のデュアル周波数タグへ結合される追加の共振回路の例は、図６に示されている。
【０１００】
図１７は、第１及び第２のＬＣ回路６２及び６４を結合しているＥＡＳの唯一のタグ６０を示す回路図である。各ＬＣ回路は、別々の周波数で共振する。電磁的観点からすると、タグ６０は、２つの異なるスポットで２つの異なるキャパシタ６８及び７０とタップされて電磁結合タグを提供するインダクタ６６を含む。即ち、タグ６０は、入射される磁気的な署名に、同様に応答する。ＥＡＳの唯一のタグ６０は、第１の周波数で活性化され、第１の周波数及び第２の周波数の両方で共振する。
【０１０１】
図１８は、ＥＡＳ及びＲＦＩＤタグの両方であり、かつ結合された第１及び第２のＬＣ回路８２、８４も含むハイブリッド・タグ８０を示す回路図である。第１のＬＣ回路８２は集積回路（ＩＣ）８６を含み、ＲＦＩＤタグ回路１０８を形成する。第２のＬＣ回路８４は、ＥＡＳタグ回路を形成する。ＩＣ８６は、製造中、図１８に示すようにＩＣを有するストラップ８８及びワイヤ９０、９２をタグ８０へ追加することにより容易に、図１７に示すタグ６０へ電気的にマウントされてもよい。特定の理論に限定されるわけではないが、ＲＦＩＤタグは、典型的には消費エネルギーを上げるためにＥＡＳタグより多くのエネルギーを必要とすることから、ＥＡＳ及びＲＦＩＤタグ８０は、好適には、ＩＣ８６を活性化して電力を供給するためにＲＦＩＤタグ回路１０８の周波数で活性化される。
【０１０２】
先に述べたように、ＲＦＩＤチップはＲＦＩＤタグのＩＣに電力を供給するためにリーダからの連続的な信号放射を必要とすることから、「パルス傾聴」方法論は伝統的にＲＦＩＤ技術ではなくＥＡＳにおいて使用されてきた。しかしながら、本件発明者は、８．２ＭＨｚの基準システムの場合より限界値１３．５６ＭＨｚの基準システムの方が２３ｄＢ高い送信機出力電力ＴＸＰＷＲを有することにより、ＲＦＩＤチップは消費エネルギーを上げてその識別に応答することができるようになる点を発見している。１３．５６ＭＨｚ  ＩＳＭバンドの帯域幅は＋／−７ＫＨｚであり、出力電力は約１５，０００ｕＶ／ｍである。好適なシステムは、周期的にＣＷモードへ切換する必要がある可能性が高いが、これは１３．５６ＭＨｚ信号を完全に停止し得るものでもなく、ＲＦＩＤタグに電力を供給できるように単にこれを推し進める（先に述べたようにＡＭ変調させる）ものである点は留意されるべきである。
【０１０３】
図１８におけるタグと同様に、図１９の回路図に描かれたタグはＥＡＳ及びＲＦＩＤタグであるハイブリッド・タグ１００である。しかしながら、図１９に描かれたこのＥＡＳ及びＲＦＩＤタグ１００はＥＡＳ非活性化回路１０２を含む。好適には、ＥＡＳ非活性化回路１０２は、ＲＦＩＤタグ回路１０８のＩＣ１０６をＥＡＳタグ回路１１０に接続する導電部材（例えば、ワイヤ１０４）を含む。このワイヤ１０４は、ＥＡＳタグ回路１１０の二次共振回路成分へのスイッチであるＩＣ１０６上へ、ＥＡＳタグ回路を特徴的な共振がもはや検出パラメータの範囲に含まれないように修正することができる機能を追加する。（例えば図１９に示すような）この非活性化方法の優位点は、少なくとも２つ存在する。第１の優位点は、タグ１００が複数回活性化／非活性化され得ることにある（物品が店舗に戻されるとき等）。第２の優位点は、認可されたアプリケーションのみがタグ１００を非活性化できることを保証する（ＩＣ１０６上でＩＤコードへリンクされる）コードを要求する能力にある。
【０１０４】
図１８及び１９に示すターゲットの優位点は、（図１７におけるような）基本的なアンテナ構造体は全てのパッケージへ適用されることが可能でありかつ（キャリア装置における）ＩＣはユーザにより所望されるパッケージにしか追加され得ないことにある。これは、ＲＦＩＤ  ＩＣの複雑さ及びコストを追加することなく全てのパッケージが周辺セキュリティを利用できることを保証する。ＩＣを追加してパッケージの識別を開始するという選択は、後に製造又は販売供給チェーンにおいて行われてもよい。
【０１０５】
好適な実施形態の別の主要な機能は、各々図１７−１９に示されるタグ６０、８０、１００に下位互換性があることである。即ち、図１７−１９に示すタグは全てデュアル周波数タグであるが、各タグはタグの周波数内で監視する独立型ＥＡＳ又はＲＦＩＤシステムにおいて認識される。例えば、図１７に描かれているタグ６０は、タグの両周波数のうちの何れかで監視するＥＡＳシステムによって認識される。図１８及び１９に描かれているタグ８０、１００に関しては、ＲＦＩＤタグ回路１０８が第１の周波数（例えば、１３．５６ＭＨｚ）で共振されかつＥＡＳ成分（例えば、タグ回路１１０）が第２の周波数（例えば、８．２ＭＨｚ）で共振されれば、タグは、ＲＦＩＤ及びＥＡＳシステムが独立型であれ、統合型であれ、第１の周波数で監視するＲＦＩＤシステム及び第２の周波数で監視するＥＡＳシステムの両方によって認識されることになる。よって、本発明の好適な実施形態は、ユーザが上位及び下位に移動することを可能にする真のブリッジ技術である上位及び下位互換性のあるシステムを前後に提供する。
【０１０６】
好適な実施形態の多周波数タグは、その識別に加えて署名又は署名シンボルを含む。特定の理論に限定されるわけではないが、署名シンボルは、タグの電子署名をさらに区別化する、各タグの周波数の特有の組合せに基づく。周波数の異なる組合せは個々のシリアル番号を指示することができ、かつ修正されたアルゴリズムは署名の存在を検出することができるため、各多周波数タグは、それにより識別され得る複数の表示（例えば、結合された応答）を有する。即ち、自らのＩＣにより格納されるその識別（ＩＤ）番号を有する多周波数タグに加えて、タグは、その周波数の組合せに基づく少なくとも第２の区別化マークを有する。実際に、タグは、ＩＤ番号に格納されるそのＩＣによるよりもその署名シンボルによってより速く、かつより遠距離において検出されることが可能である。
【０１０７】
タグは、問合せフィールドに入るに伴って、問合せ信号によって活性化され、検出されると即時応答する。タグ内のＩＣは、問合せ信号からターンオンしてそのＩＤ番号で応答するに足る電力を得るためにさらに時間を必要とすることから、タグが活性化された時点では即時応答しない。従って、タグ・リーダは、より速くかつよりロバストな署名シンボル及びこれに続くタグＩＤ番号である２つの結合された応答をピックアップする。当然ながら、好適にはディジタルであるＩＤ番号の品質は、その方がタグにとってより特有であることから、より高品質のタグ表示になる。本好適なシステムは、結合された応答を認識し、よって各タグを検出しかつ認証するより高い可能性を有する。
【０１０８】
先に論じたように、好適な実施形態による多周波数検出システムは、単一周波数検出システムがタグを識別し得ない状況よりはるか以前に、かつ上記状況下でタグの存在を検出する利点及び能力を提供する。言い替えれば、ＲＦＩＤシステムがＩＤ番号を決定できない状況（例えば、干渉、ＩＣを荷電し得ない電力不足、タグが検出ゾーンを通る移動速度が速すぎることによる時間不足）が存在する。ＩＤ番号がタグを検出し得る唯一の表示であれば、システムはタグの存在を決定することができない。しかしながら、好適な多周波数検出システムであれば、タグの署名シンボルを検出することによって、多周波数タグが存在したことを決定することができる。
【０１０９】
好適なシステムは、タグ付けされた製品の改善された認証にも使用されることが可能である。好適な実施形態による多周波数タグは少なくとも２つの結合された識別応答、そのＩＤ及び少なくとも１つの署名シンボルを与えることから、上記タグは単一周波数タグより遙かに離散的に識別されることが可能である。従って、多周波数タグに関連づけられる製品は、単一周波数タグに関連づけられる製品より遙かに離散的に識別されることが可能である。
【０１１０】
言い替えれば、この好適な実施形態は、この署名をパッケージングに統合させる能力を提供する。ＩＤが、例えば図１８及び１９に図解されている回路を有するデュアル技術タグ内に提供され得るような署名に関連づけられると、ユーザは、ＩＣ又はデータベースの何れかを介してこの署名を記録することができる。例えば、デュアル技術タグ（例えば、ハイブリッド・タグ８０、１００）が、例えば関連の署名が製造中にデータベースへ割り当てられている医薬品の容器上に置かれる。ＲＦＩＤ識別番号に結合される署名は容器のフィンガープリントになり、よって、誰かがその容器を買いに行くと、又はレジがこれをチェックすること、もしくは資格のある誰かがこれをチェックすることほかが発生すると、多周波数検出システムは文字通りその容器のフィンガープリントをチェックすることができる。個々のパッケージの各フィンガープリントは、その署名及び識別が結合されてタグ内に置かれる方法により、事実上独自であることが可能である。よって、各タグの個々の共振周波数、帯域幅（Ｑ）の値、位相整合特性及び識別は、より優れた認証システムを可能にする。従って、本システムはまた、タグのロケーション及び応答に基づいて改竄、迂回、複製及び不法侵入をも検出することができる。
【０１１１】
当業者には、上述の実施形態に対し、その広範な発明概念から逸脱することなく変更を加え得ることが認識されるであろう。例えば、これらの実施形態は、ヘルツ単位の帯域からテラ単位の帯域を経て非電離帯域に至る他の周波数を使用して動作するように修正されてもよい。非電離周波数は、非電離放射線に対抗するものとしての電離放射線によって区別化されるカップリング方法として良好に動作する。従って、本発明は開示された特有の実施形態に限定されるものではなく、修正は本発明の精神及び範囲内に包含されることが意図される点は理解される。さらなる詳述を待つまでもなく、これまでに述べた明細は本件発明を十分に説明するものであって、現在及び将来の知識を適用すれば、本発明を容易に適応させて様々なサービス条件下で使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】幅６フィートの通路上での典型的なＥＡＳシステムの応答比率を示す。
【図２】送信機出力の例示的なスペクトルを示す。
【図３】オフセットされたターゲットへの送信機出力の例示的なスペクトルを示す。
【図４】オフセットされたターゲットへの送信機出力の別の例示的なスペクトルを示す。
【図５】オフセットされたターゲットへの送信機出力のさらに別の例示的なスペクトルを示す。
【図６】好適な実施形態による例示的な多周波数タグの回路図である。
【図７】図６に示すような回路を有するタグのデュアル共振周波数を示す出力表示である。
【図８】好適な実施形態による別の例示的な多周波数タグの回路図である。
【図９】図８に示すような回路を有するタグのリングダウンを示すようにシミュレートされた過渡応答を示す。
【図１０】図８に示すような回路を有するタグのリングダウンのデュアル周波数成分を示す、高速フーリエ変換の結果の図である。
【図１１】１３．５６ＭＨｚの信号が一旦オフ切換されたときの残留ＲＦ場の例示的な測定を示す。
【図１２】上記残留ＲＦ場の例示的な測定を示す。
【図１３】２つの異なる周波数帯域でピークを示すフーリエ変換された波形を示す。
【図１４】好適な実施形態による例示的なシステムのブロック図である。
【図１５】好適な実施形態によるソフトウェア・アプリケーション層の例示的なアーキテクチャ図である。
【図１６】好適な実施形態による例示的なソフトウェア・コマンド及び機能図である。
【図１７】好適な実施形態による例示的な多周波数ＥＡＳタグの回路図である。
【図１８】好適な実施形態による例示的な多周波数ＥＡＳ＆ＲＦＩＤタグの回路図である。
【図１９】好適な実施形態による別の例示的な多周波数ＥＡＳ＆ＲＦＩＤタグの回路図である。
【図１】
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【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６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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