天线专利检索-波长物理专利检索查询-专利查询网

天线

阅读：188发布：2021-06-08

专利汇可以提供天线专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且公开了一种用于通信装置的天线。该天线具有包括地平面和盖组件的结构。盖组件是导电的，大体上平坦并且具有平面形状，该平面形状在第一盖组件尺寸(L1)中比其在垂直于第一盖组件尺寸(L1)的第二盖组件尺寸(L2)中小。地平面是导电的并且大体上平坦的，而且地平面的大小大于盖组件的大小。盖组件导电地连接至地平面，而且与地平面间隔开，从而使得盖组件与地平面之间存在空间，并且该天线是中心馈电的。，下面是天线专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种用于通信设备的天线，所述天线具有包括地平面和盖组件的结构，其中：
所述盖组件是导电的，大体上平坦的，并且具有平面形状，所述平面形状在第一盖组件尺寸(L1)中比其在垂直于所述第一盖组件尺寸(L1)的第二盖组件尺寸(L2)中小，所述地平面是导电的，大体上平坦的，并且具有平面形状，所述平面形状具有第一地平面尺寸(G1)和第二地平面尺寸(G2)，其中
所述第一和第二地平面尺寸(G1和G2)分别平行于所述第一和第二盖组件尺寸(L1和L2)，所述地平面在所述第一地平面尺寸(G1)中的大小大于所述盖组件在所述第一盖组件尺寸(L1)中的大小，并且所述地平面在所述第二地平面尺寸(G2)中的大小大于所述盖组件在所述第二盖组件尺寸(L2)中的大小；以及
所述盖组件导电地连接至所述地平面，而且与所述地平面间隔开，从而使得所述盖组件与所述地平面之间存在空间，以及
所述天线是中心馈电的。
2.一种用于通信设备的天线，所述天线具有包括地平面和盖组件的结构，其中：
所述盖组是导电的，大体上平坦的，并且具有平面形状，所述平面形状在第一盖组件尺寸(L1)中比其在垂直于所述第一盖组件尺寸(L1)的第二盖组件尺寸(L2)中小，所述地平面是导电的并且大体上平坦的，
所述地平面的大小大于所述盖组件的大小；
所述盖组件导电地连接至所述地平面，而且与所述地平面间隔开，从而使得所述盖组件与所述地平面之间存在空间，以及
所述天线是中心馈电的。
3.如权利要求1或2所述的天线，其中，所述盖组件与所述地平面间隔开，而且平行于所述地平面。
4.如前述权利要求中任一项所述的天线，其中，由所述天线辐射/发射的能量/辐射从所述盖组件和所述地平面之间发出。
5.如前述权利要求中任一项所述的天线，其中，由所述天线辐射/发射的能量/辐射从所述地平面和所述盖组件的沿所述第二盖组件尺寸(L2)的方向延伸的边缘之间发出。
6.如权利要求5所述的天线，其中，没有能量/辐射从所述地平面和盖组件的沿所述第一盖组件尺寸(L1)的方向延伸的边缘之间辐射/发射。
7.如前述或以下权利要求中任一项所述的天线，其中，所述通信设备是能够操作以用于涉及道路车辆检测和/或识别的应用中的RFID读取器，并且其中，在所述RFID读取器的部件和组件中，至少所述天线的地平面能够操作以被安装在所述道路的表面上。
8.如前述权利要求中任一项所述的天线，其中，所述盖组件是尺寸L1×L2的大体上矩形。
9.如权利要求8所述的天线，其中，由所述天线辐射/发射的能量/辐射从所述地平面和所述大体上矩形的盖组件的沿所述第二盖组件尺寸(L2)的方向延伸的长边缘之间发出。
10.如权利要求9所述的天线，其中，没有能量/辐射从所述地平面和所述大体上矩形的盖组件的沿所述第一盖组件尺寸(L1)的方向延伸的短边缘之间辐射/发射。
11.如在引用至少权利要求7时的权利要求1至6或8至10中任一项所述的天线，其中，所述地平面大体上自始至终延伸穿过所述道路，或者自始至终延伸穿过所述道路的车道。
12.如是或者能够理解成直接或间接引用权利要求1的前述权利要求中任一项所述的天线，其中，所述地平面在所述第一地平面尺寸(G1)中的大小不必然与所述地平面在所述第二地平面尺寸(G2)中的大小相同，但所述地平面在所述第一和第二地平面尺寸(G1和G2)中的大小比所述天线的操作信号的波长(λ)大至少五倍。
13.如权利要求12所述的天线，其中，所述道路或者所述道路的车道为大约4m宽，并且在所述第一地平面尺寸(G1)的方向上，所述地平面的大小被设计成大体上自始至终延伸穿过所述道路或者所述道路的车道，并且在第二地平面尺寸(G2)的方向上，所述地平面延伸大约1.5m。
14.如前述权利要求中任一项所述的天线，其中，所述盖组件的平面形状在所述第一盖组件尺寸(L1)中比其在所述第二盖组件尺寸(L2)中小因子f，其中0.3≤f≤0.75。
15.如前述权利要求中任一项所述的天线，其中，所述第二盖组件尺寸(L2)是大约一半的所述天线的操作信号波长(λ)加上或减去高达20％的匹配因子(x)。
16.如权利要求14或15所述的天线，其中，所述天线的操作信号的频率为大约800MHz至
1GHz，并且在所述第二盖组件尺寸(L2)的方向上，所述盖组件延伸大约90mm和260mm之间。
17.如权利要求14、15或16所述的天线，其中，所述天线的操作信号的频率为大约
800MHz至1GHz，并且在所述第一盖组件尺寸(L1)的方向上，所述盖组件延伸大约27mm和
195mm之间。
18.如权利要求14、15、16或17所述的天线，其中，所述天线的操作信号为大约920MHz，在所述第一盖组件尺寸(L1)的方向上，所述盖组件延伸大约75mm，并且在所述第二盖组件尺寸(L2)的方向上，所述盖组件延伸大约180mm。
19.如是或者能够理解成引用权利要求8的前述权利要求中任一项所述的天线，其中，所述天线在所述盖组件上的位置处被馈电，所述位置是所述盖组件在所述第一盖组件尺寸(L1)中的侧边之间的中途并且是所述盖组件在所述第二盖组件尺寸(L2)中的端部之间的中途。
20.如权利要求8或在引用至少权利要求8时的权利要求9至19中任一项所述的天线，其中，所述盖组件的形状在整体尺寸为L1×L2的大体上矩形的同时，具有蜿蜒的一个或多个侧边或边缘。
21.如前述权利要求中任一项所述的天线，其中，所述盖组件被支撑在通过一个或多个导电支撑构件与所述地平面间隔开的位置处。
22.如在理解成引用至少权利要求8时的权利要求21所述的天线，其中，存在四个导电支撑构件，一个导电支撑构件定位在所述矩形盖组件的四个拐角中的每一个与所述地平面之间。
23.如权利要求21或22所述的天线，其中，所述盖组件与所述地平面间隔开的距离由所述支撑构件的长度限定。
24.如权利要求23所述的天线，其中，所述支撑构件支撑所述盖组件与所述地平面间隔开的距离是大约所述天线的操作信号波长(λ)除以因子h，其中10≤h≤35。
25.如权利要求22至24中任一项所述的天线，其中，所述支撑构件之间在所述第二盖组件尺寸(L2)中的距离是大约一半的所述天线的操作信号波长(λ)减去大约1％至10％。
26.如权利要求22至25中任一项所述的天线，其中，所述支撑构件之间在所述第一盖组件尺寸(L1)中的距离与所述第一盖组件尺寸(L1)减去大约1％至10％大致相同。
27.如前述权利要求中任一项所述的天线，其中，所述地平面包括底板，并且所述盖组件与所述底板间隔开并与所述底板平行，从而使得所述盖组件和所述地平面之间的空间是所述盖组件与所述底板之间的空间。
28.如权利要求27所述的天线，其中，所述盖组件和所述底板都由大致刚性且导电的材料形成。
29.如权利要求27或28所述的天线，其中，所述底板是大致平坦的，并且具有平面形状，所述平面形状比所述盖组件的平面形状大，但比所述地平面的平面形状小。
30.如在引用至少权利要求21至26中任一项时的权利要求27、28或29中任一项所述的天线，其中，所述盖组件被支撑在其通过所述一个或多个支撑构件与所述底板间隔开的位置处。
31.如前述权利要求中任一项所述的天线，其中，填料或支撑材料被提供在所述地平面和所述盖组件之间的空间中。
32.如在引用权利要求21时的权利要求31或者自身直接或间接引用权利要求21的任何权利要求所述的天线，其中，所述填料或支撑材料大致在所述支撑构件之间中填充所述地平面和所述盖组件之间的空间。
33.如权利要求31或32所述的天线，其中，所述填料或支撑材料是耐压材料，并且优选地还至少在所述天线的操作信号频率上具有低介电常量以及大致恒定的介电性质。
34.如前述权利要求中任一项所述的天线，进一步包括保护罩。
35.如权利要求34所述的天线，其中，所述保护罩与所述地平面接触，并且在所述盖组件上方延伸以保护所述盖组件。
36.如权利要求35所述的天线，其中，所述保护罩自始至终围绕盖组件与所述地平面接触，并且所述盖组件以及所述地平面和所述盖组件之间的空间被封闭在所述地平面和所述保护罩内。
37.如权利要求34至36中任一项所述的天线，其中，所述保护罩用作雷达天线罩。
38.如权利要求34至37中任一项所述的天线，其中，所述保护罩能够操作以帮助所述地平面降低所述天线的辐射图案。
39.如权利要求34至38中任一项所述的天线，其中，所述保护罩具有一个或多个边缘，所述一个或多个边缘从所述地平面延伸至所述盖组件的水平，并且所述保护罩的所述一个或多个边缘具有成斜坡的至少一部分，以帮助降低对接触所述保护罩(或所述保护罩的一部分)或在所述保护罩(或所述保护罩的一部分)上滚过的车辆轮胎或其类似物的影响或冲击。
40.如权利要求39所述的天线，其中，所述保护罩的一个或多个边缘沿其长度是笔直的。
41.一种RFID读取器，其包括如前述权利要求中任一项所述的天线或能够操作以与所述天线一起使用。

说明书全文

天线

技术领域

[0001] 本发明涉及一种天线，除了其他方面，尤其涉及具有特定设计和性能特征的天线。

[0002] 在一些特定(虽然无限定性)示例应用中，天线可以位于道路、车道等的表面上，而且能够用于利用位于通行车辆的前部和/或后部上的可无线射频识别的标签(RFID标签)来执行无线射频识别(RFID)。在这一应用(或类似应用)中，天线会是可操作以与RFI标签通信的RFID读取器的部件(或与RFID读取器相关联)。优选地，RFID标签将位于车辆的牌照上(或被整合成为其部件)。更具体地，对于在前部和后部上有牌照的车辆，RFID标签将优选地被放置于所述车辆的牌照中的一个或两者上(或被整合成为其部分)，或者对于只有一个牌照的车辆，RFID标签将优选地被放置在该单个车牌上(或被整合成为其部分)。

[0003] 尽管有上述事项，应清楚地理解，没有来自任何以上提及或以下讨论的示例应用或使用暗示的特定限制。由此，天线也有可能用于广范围的其他区域和/或应用。通过示例的方式，天线有可能反而在例如移动经过天线的货物或产品(例如，被机器或在输送带上被运载经过天线的货物或产品，像在工厂或制造设施、机场行李处理系统中等)上发现其用途，而不是用在道路应用中以检测放置在登记的道路行驶车辆的前部和/或后部上(或在车辆的牌照上)的RFID标签。

[0004] 然而，为方便起见，此后将参考天线与位于车辆牌照上(或被整合成为其部分)的RFID标签通信的以上道路应用并在其背景下描述本发明。

背景技术

[0005] 为了提供本发明的背景及介绍，由此参考以下更早的专利申请，即：

[0006] ■国际专利申请号PCT/AU215/050161(以下称为“专利申请‘161”)；

[0007] ■国际专利申请号PCT/AU215/050384(以下称为“专利申请‘384”)；

[0008] 以及

[0009] ■澳大利亚发明专利申请号2016101994(以下称为“专利申请‘994”)。

[0010] 以上列出的更早专利申请的全部内容由此通过参考合并在本文中。而且，以上列出的更早专利申请中所述的特征、部件、组件、设计特征、方法、程序、做事方法、选择、可能的替代物等也可以用于本发明中或用作其部分，即使没有在本文中特别陈述或说明。然而，在本说明书的公开和任何以上列出的更早专利申请的公开之间有任何不一致或差异(或者达到此程度)的情况下，本说明书优先并覆盖。而且，以上列出的更早专利申请的内容仅仅合并在此不意味着对任何那些更早专利申请中公开的任何发明的任何明确或暗示的限制或限定、或者对其中给出的任何其他公开的任何明确或暗示的限制或限定也必须应用于本发明或本文公开。

[0011] 在通过使用RFID进行道路车辆检测和识别的背景下，专利申请‘161、‘384、和‘994(以不同的具体程度)说明了通过以下方面有很多显著的利益和优点产生：将RFID标签相当低地放置在车辆上(即，非常接近地面/道路高度)，优选地将标签放置在车辆牌照中的一个或两者上(或将标签嵌入车辆牌照中的一个或两者内，由此使牌照成为“智能”牌照)；以及还有使所述RFID标签能够被RFID读取器读取，其天线(至少)放置在道路上或道路内。

[0012] 应注意，前述段落中的提议(即，将RFID标签较低地放置在车辆上(优选地使标签在牌照上或将其嵌入牌照中)以及使标签能够被(至少)其天线放置在道路上或道路内的RFID读取器读取)代表了对用于车辆检测、识别和/或监视的传统RFID系统背后的设计和想法的主要偏离。的确，在大多数传统RFID基础的车辆检测、识别和/或监视系统中，RFID标签安装在车辆的挡风玻璃的内侧上(即，在车辆上相当高的位置)，并且车辆上的RFID标签由(经常)“高处”安装(一般在高架式台架或类似物上)的RFID读取器读取。包含在挡风玻璃安装的RFID标签和高架式或台架基础的RFID读取器放置的这些传统系统存在许多缺点，如特别在专利申请‘161中较多讨论、但也在专利申请‘384和‘994中讨论的。然而，许多缺点中，最显著的一个是非常单纯的与高架式台架相关联的成本，这不仅在于生产台架本身的成本(它们是大的金属构造)方面，还在于与在道路上方竖立台架和在其上安装RFID读取器设备等、以及其上台架和/或读取器设备的任何随后的维护或修理相关联的成本，这些全部都通常需要部分或完全关闭道路(本身又是极端破坏性且昂贵的，更不用说与维护或修理相关联的真实成本)。

[0013] 参考以上各方面的专利申请描述了某些天线以及包含所述天线的RFID读取器的设计和配置，其能够在道路上或道路内安装或部署，并且还可以适合于(当安装/部署在道路上或道路内时)读取在通行车辆的牌照上的RFID标签，包括在高速公路或具有高速(或潜在性高速)的车速的其他道路上。那些专利申请中描述的天线和RFID读取器以及其中其他相关联的公开因此提供了对传统RFID系统的可能替代，包括特别在依赖高架式台架及类似物的高速公路和开放道路场景下。那些专利申请中所述的天线的使用因此容许与高架式台架或类似物相关联的许多主要缺点，(尤其)包括要避免或降低的其成本，同时仍然容许使用RFID的车辆检测和识别等。

[0014] 为了当前介绍的目的，应注意，在天线被安装/部署在道路上或道路内并用于读取通行车辆的牌照上的RFID标签的情况下，尤其是在高速公路上或具有高速(或潜在性高速)车速的其他道路上(而且一般相信，以上专利申请中所述的某些天线适于/能够使用在这类的高速应用中)，对于实际上在其尺寸及形状方面相当明确限定的天线存在必需读取区。换言之，靠近RFID读取器天线存在相当明确的尺寸和形状的区域，如果(或每当)车辆标签在所述区域内，需要RFID读取器天线内部的RFID读取器能够与车辆的安装于牌照的RFID标签通信。这一必需读取区(区域)在其尺寸及形状方面相当明确限定的原因在于许多因素，包括：车辆上牌照的放置位置和定向、车道规模(特别是宽度)、车辆的典型最大行驶速度(特别在高速公路和其他高速(或潜在性高速)道路上)、以及RFID读取器可靠“读取”(即，检测和明确识别)车辆的(安装于牌照的)RFID标签需要的时间。这在以下进行解释。

[0015] (注释：以下紧接的章节引自专利申请‘384。然而，以下章节已经在必要的位置略作编辑以使得在当前介绍性讨论的背景下有意义，并且参考本说明书中的附图，而不是专利申请‘384中(基本等同的)图：

[0016] 在正常条件下，考虑到无线电特性、干扰、对数据损失重试的需要等，一般认为，使用被动UHF RFID的车辆识别需要大约80ms以可靠交换512位的识别数据。就这一点而言，一般认为，512位数据足够识别车辆和执行[至少]其身份的初步脱机验证。以36km/h行驶的车辆将在80ms内行驶0.8m，而且以180km/h行驶的车辆将在80ms内行驶4m。因此，为了当前讨论的目的[并且在此也可应用]，车辆行驶的4m将用作[并且也被假设为]可靠读取移动车辆上的RFID标签所需的最低暴露。本领域技术人员将认可，这是基于假定180km/h的最大车辆速度，考虑到车辆很少(几乎不)会比这更快地行驶在公共道路上，这似乎是合理的。

[0017] [参见‘384申请，[0081]段]

[0018] [图5]示出了……读取区[靠近RFID读取器天线，在其内的]车辆配备有RFID启用的牌照[必须被“读取”，即，被检测和识别]。[图5]中RFID启用的牌照[车道宽度以及由此牌照宽度]行驶路径是4m宽，其中读取区在读取器天线前5m处开始并在超过读取器天线5m处结束(这一实例中的读取器位于车道中央……)。读取器天线前1m到超过其1m的空间被排除在读取区之外，以降低[如申请‘384中更进一步讨论的，当直接在天线上方通行时来自车辆底面的]辐射反射的致盲效果，并且还因为可能在这一区域中产生的角度读取问题，尤其对于靠近车道侧边移动(而不是沿车道中央直接与读取器成直线)的车辆(及其牌照)。

[0019] ……[图1和图5中描绘的]参数的典型值是：L＝1m，Lx＝4m，Ly＝2m，并且200mm≤h≤1200mm[或300mm≤h≤1300mm]。

[0020] [图5]示出了对于RFID标签的有效读取区[9]……位于车辆牌照上，使用道路中RFID读取器读取……。必需读取区[或必需读取区域2，在图1中也被示出]覆盖典型的车道宽度[2Ly＝]4m以及必需的4m“在束(in-beam)”行驶路径(Lx)……。RFID读取器的(宽度和平面)“落环(dropped doughnut)”形状的辐射图案(这是辐射图案的高度优选形状[如图2中所示])以标示为[3]的圆表示于[图5]中；应理解，[即使这一辐射图案形状]……表示为[仅仅]如同[图5]中的圆[3]的大小，[然而图5中这一圆3]实际上[代表]类似落环或类似挤压环形的辐射图案，其优选地具有近似[图2]中所示的形状。总之，RFID读取器的辐射图案[3]具有大约6m的正面读取范围，结合牌照的RFID标签上的读取角度效果，结果是示出的有效……读取区[9]。有效……读取区[9]是车辆牌照上/内的RFID标签所处的地区，其将从RFID读取器接收足够的功率以开启并有效地反射经调制的信号。如[图5]所示，有效读取区[9]是大体上“数字8”的形状，其中数字8的中心位于RFID读取器的位置并且“数字8”的两个圆形部[投射]在车辆行驶方向的任一侧边。(当然应回想起，RFID读取器的天线……是无方向性，因此“数字8”成形的有效读取区[9]的定向——即，与车辆行驶方向一致——由于必需读取区[2]的几何图形而产生，并且靠近读取器的“数字8”圆形部的收敛由于读取角度问题而产生。关于“数字8”成形的有效读取区[9]的定向的这些因素因此不是[RFID读取器]天线本身的设计/配置的结果)。

[0021] [参见专利申请‘384，[00124]-[00126]段]

[0022] 专利申请‘384和‘994(至少)因此解释了必需读取区(即，靠近RFID读取器天线的区域，如果车辆RFID标签在所述区域内，RFID读取器天线内的RFID读取器需要能够与所述标签通信)：

[0023] ■大约4m宽(天线任一侧边横向上2m)——这一般相当于大部分车道的最大宽度，[0024] ■在一给定方向上(即，车道中行驶方向上)占据天线前约5m到约1m的空间以及还有(在所述相同方向上)天线后约1m到约m的空间——紧接天线前后的1m不包括在必需读取区中，因为这一区域内有潜在致盲和读取角度困难，然而天线这一前5m到1m和后1m到5m的范围容许天线前后两边车辆行驶的4m之内“读取”标签，并且如果车辆以最大假设车速(180km/h)行驶，4m是执行“读取”需要的时间内行驶的距离，以及

[0025] ■在高度上延伸，至少在前述要点中限定的水平区内、从地面(道路)水平上方约0.2-0.3m和约1.2-1.3m之间延伸——这一高度范围相当于牌照(因此包含在其中或提供在其上的RFID标签)在地面上方的高度范围，牌照(因此包含在其中或提供在其上的RFID标签)以这一高度范围安装在大多数道路行驶车辆上。

[0026] 尤其，道路上移动车辆之间的间隙典型地至少一个车辆长度，平均约6m。车辆之间的间隙非常难得且一般只有在移动非常慢的场景中少于4m。这提供了充足的时间来读取跟随车辆的前牌照以及前方车辆的后牌照。注释：这些各自的牌照不会同时在读取区。这种几何图形限制了读取区中RFID标签的数量。还应注意，RFID标签现在用于标示车辆组件和其他物品，例如货盘、容器、气罐……。所有这些标签和它们所附接的对象被放置在车辆上。这些标签也将在高架式台架读取器和侧方读取器的辐射内。在使用高架式台架读取器和侧方读取器的情况下，它们因此会干扰牌照上标签的读取。然而，这些标签一般不会在道路上/道路内的读取器的射束中。道路上/内的读取器因此较少被车辆内和车辆上的其他标签扰乱。

[0027] 为更进一步的示出并且为避免任何疑虑，以上[0012]段中的要点中描述的必需读取区在图1中示出。在图1中，必需读取区再次以参考数字2指示。应注意，以上[0012]段中给出的必需读取区的尺寸可能与专利申请‘161、‘384、和‘994中讨论的必需读取区不精确匹配。然而，那些更早专利申请清楚地公开了必需读取区，其至少相似于以上给出的必需读取区，即使引用的区尺寸略有不同。

[0028] 为了实现覆盖或包含刚刚描述的必需读取区的有效读取区，先前认为期望的一种方法(如专利申请‘161、‘384、和‘994中所讨论的)是通过使用(在方位上)全方向性垂直极化辐射图案，并因此通过使用能够提供这种辐射图案的RFID读取器天线来实现的。

[0029] 更具体地，如专利申请‘161、‘384、和‘994所解释的，先前认为期望的是，RFID读取器天线的辐射图案3应当优选具有可能描述为“落环”或“挤压环形”的形状——即，如图2中图示的形状。

[0030] RFID标签天线，例如尤其用于(可能经常是简单的槽式天线或类似物，但也可以使用一系列其他天线类型)车辆牌照上的RFID标签的天线，典型具有高度方向性辐射图案。(见图5和图6)。更具体地，车辆牌照上的RFID标签天线的辐射图案会几乎不变地一般指向方向6，其平行于牌照的“正面”方向，虽然远离车辆/牌照指向，如图4中所描绘的。在牌照上的RFID标签天线与(道路上/内的)RFID读取器天线之间的直接辐射通信路径8因此从牌照的正面方向具有标高(即高度/垂直)偏移5，并且也可以具有方向(水平)偏移7。是否存在方向(水平)偏移7取决于车辆的行驶路径，尤其是车辆的牌照上的RFID标签天线是否直接通过天线上方或偏向一侧。标高与方向偏移都(尤其是方向偏移)能够促成读取角度问题。

[0031] 从以上将明显可知，图5是包括三车道的道路平面(即“自上而下”)视图。这一示例中所有三个车道沿相同方向运载车辆，所有三个车道都大约4m宽。在中央车道的中间有RFID读取器天线放置在道路上/内。图5显示了叠加在三车道道路上的以下方面：

[0032] ■必需读取区2(斜影线指示的方形区域)；

[0033] ■RFID读取器天线的全方向性辐射图案3——回想到，“方位面中全方向性”是先前被认为对于RFID读取器天线最期望的辐射图案形状特征；以及

[0034] ■有效读取区9，其在图5中的二维“自上而下”视图中具有“数字8”形状(作为整体几何图形的结果，包括必需读取区2和在这一实例中全方向性(圆形)的辐射图案3的几何图形/形状)。

[0035] 图6大致与图5类似，除了只显示单一车道，以及车道中车辆行驶的方向正好与图5所示的车辆行驶的方向相反。然而，图6所示的一个在图5中未显示的情况是车辆的牌照上的RFID标签上天线的辐射图案的大约一般形状(或至少这一牌照标签天线辐射图案的形状的平面几何图示)。在RFID标签上天线的辐射图案形状(即“标签天线辐射图案”)在图6中以参考数字4指示。尽管不是本发明的焦点(且事实上与本发明分开且无关)，牌照标签天线的辐射图案的形状在使用用于道路车辆检测和识别的RFID的系统的实际实施中仍然非常重要，因为正是来自标签天线的辐射和来自RFID读取器天线的辐射之间的交互作用(而且这两个各自的天线的辐射图案形状对这一交互作用有巨大影响)有助于信息交换，且因此有助于通过RFID读取器进行牌照RFID标签的“读取”。总之，从图6所示的辐射图案4明显可知，车辆的牌照上使用的RFID标签天线一般(如果不是不变地)会是高度方向性的，沿(或平行于)牌照的直接“正面”方向向前指向(这也在以上解释并显示于图4中)。

[0036] 接着，为了当前介绍的目的，现在应理解，对于“开放道路”和高速公路应用，一般需要能够检测和识别可能潜在地在车道内任何位置的车辆，包括可能甚至在横越或跨越多个车道的位置(如果该道路有超过一条车道)。这意味着，在这些种类的“开放道路”和高速公路应用中，存在(或可能经常存在)能够检测和明确识别通行车辆的需要，虽然事实上当车辆经过天线时关于车辆的实际位置(即，车辆实际上相对于天线的位置)通常有相当大的不确定性。这是至少部分的理由，对于用于特定车道的特定RFID读取器天线，必需读取区延伸横越车道的全宽度，如图5和图6中所描绘的。还存在能够检测相对于天线沿不同方向移动的车辆的需要，例如，如果天线被放置在交叉路口或十字路口，不同车辆在此处沿不同方向行驶时可能越过或经过天线。作为这些事情的结果，能够在道路上/内放置而且适于在高速公路上或其他开放道路应用中读取通行车辆的牌照上的RFID标签的RFID读取器天线应当一般具有(或至少对于它们是期望的而具有)沿大多数(如果不是全部)天线周围的辐射方向“指向”的辐射图案。换言之，一般认为，RFID读取器天线的辐射能量应当在某种程度上沿所有辐射状方向(即，平行于道路表面的所有水平方向——换言之，在方位面内沿所有方向)传播。实际上，先前认为沿所有辐射方向同等地(即，沿平行于道路表面的所有水平方向——或换言之，在方位面内沿所有方向同等地)传播天线的辐射能量是优选的。由此，先前认为(而且这是专利申请‘161、‘384、和‘994中所提出的)，RFID读取器天线应当优选地在方位面内是全方向性的。然而，这现在已经稍微被重新考虑，如下更进一步讨论的。

[0037] 另一重要的考虑是应当限制RFID读取器天线沿“向上”方向辐射的能量总量(即，垂直于道路表面竖直向上导向的能量总量——或换言之，以相对于方位面的向上的角度导向的能量总量)。对此有很多原因，包括限制来自越过天线顶部的车辆底面潜在性的“致盲”能量反射。

[0038] 进一步的实际问题已被确认且被认为可能未通过专利申请‘161、‘384、和‘994中提出的各种天线设计充分解决，这一问题是如下挑战：政府和管理机构等以及特别是负责批准在公共道路上(或附近)安装和/或使用任何形式的设备(或任何种类的物体)那些机构经常非常保守且因而未准备好批准(或至少犹豫且高度谨慎地允许)在公共道路上安装和/或使用之前未使用过的新类型或形式的设备(像例如道路上或内的RFID读取器天线)，尤其如果新设备的形式(即尺寸和/或形状和/或大体配置和外观等)是不熟悉的、不依惯例的或不同于先前已批准在公共道路上使用且实际上已在公共道路上使用的设备类型和形式，以及特别是如果新设备的形式被察觉到会引起潜在风险或危险(即使只是最小或最隐秘的潜在性风险)。

[0039] 另一问题已被识别出且被认为通过专利申请‘161、‘384、和‘994中提出的各种天线设计可能未被充分解决，这一问题与使用在车辆牌照上的RFID读取器天线的方向性相关联。为了避免疑虑，对于用于(或可能用于)车辆的牌照上的RFID标签中的大多数(如果不是全部)种类的天线(这些天线可能经常是简单的槽式天线，但也可以使用一系列其他天线类型)而言，众所周知这些天线的本质(由于它们的设计、放置以及配置所固有的)是高度方向性的。换言之，这些种类的天线主要沿直接远离(即，垂直于)天线的地平面的方向(其平行于牌照的平面)发射辐射，并且沿垂直/横向于这一“直进”方向的方向、尤其是沿垂直于“直进”方向和平行于道路表面的方向的辐射“散布”相对低。由此，这些种类的天线一般(由于它们的固有配置)具有窄且向前指向的辐射图案形状，就像图6中所示的辐射图案形状4那样。

[0040] 然而，已经被确认的一些事情是，当这些种类的RFID标签天线被使用在牌照上以及尤其那些进而安装在具有大(或陡峭)金属正面的车辆(例如像公交车、卡车、一些军用车、以及甚至一些货车和4WD/SUV等)上的牌照上时，牌照上标签天线发射的辐射有时可能在功效方面变得更具方向性。因此，使用在安装于具有大(或陡峭)的金属正面的这种车辆的牌照上的RFID标签天线产生的辐射图案形状4可以实际上变得更窄且更向前指向/聚焦。(附带地，一般认为，对此至少部分的理由是大(或陡峭)的金属车辆正面至少稍微对于牌照上的RFID标签天线起到增加尺寸的事实地平面(或者实际地平面的延伸/扩大)的作用。)在任何情况下，牌照上标签辐射的这一增加的方向性可以进而具有以下结果：例如，如果要“读取”牌照的RFID标签的RFID读取器标签天线的辐射图案具有完全全方向性形状(3)(即，沿所有辐射方向同等地延伸，这是在专利申请‘161、‘384、和‘994中所提出的)，更窄的RFID标签天线辐射图案和RFID读取器天线辐射图案的这些几何图形各自以及它们之间的交互作用的结合效果能够如下：有效读取区9能够有时不再自始至终延伸穿过车道，且因此(在这发生的位置)可以不完全覆盖全部必需读取区2，如图7(i)中所示。由此，在这发生的位置，有效(即实际)读取区9可以不覆盖全部的必需读取区2(即，可以存在实际读取区9未覆盖的必需读取区2的部分，尤其是靠近其边缘/周边(靠近车道边缘)的部分)，这意味着假设：如果牌照上的RFID标签天线通过必需读取区2的这些周边地区中的一个，或者牌照上的RFID标签天线没有在有效/实际读取区9内足够的时间以实现完全“读取”，通行车辆可能避开检测/识别(或错过被检测/识别)。

[0041] 为了帮助适应这一情况，现在已经认可，可能期望的是(至少在一些环境/情形中)使RFID读取器天线的辐射图案形状比在一个或一些水平方向上比其他方向更进一步延伸，或者换言之，使RFID读取器天线的辐射图案的范围在方位面(即，平行于道路表面的在天线周围辐射的面)中的一个或一些方向比其他方向更大。希望本发明可以提供一种使之成为可能的方法。尤其，尽管存在标签天线辐射的增加的方向性，可能有时期望使RFID读取器天线的辐射图案3’更进一步延伸穿过道路(或者沿垂直于车辆在道路上行驶方向的方向更多延伸)，其具有以下效果：(作为(以上讨论的)RFID标签天线辐射图案和RFID读取器天线辐射图案的各自几何图形的结果，以及作为这两方之间的交互作用的结果)有效读取区9’再度覆盖全车道(并因此覆盖全部必需读取区2)，如图7(ii)所示。

[0042] 期望使RFID读取器天线的辐射图案形状沿一个或一些水平方向比其他方向更进一步延伸(并且尤其期望辐射图案沿垂直于车辆在道路上行驶方向的方向比沿平行于车辆行驶方向的方向更进一步延伸)的另一可能的理由在于，如图7(ii)所示(虽然以一种夸张且简化的二维方式显示)，由此使车辆(及它们的驾驶者)更难通过“绕驶”天线(或者通过沿着距离天线的一侧或另一侧存在充分横向距离的路径/轨道驾驶经过)避免检测，驾驶者可能试图如此做并避免在天线的辐射图案内足够时间而实现完全/成功的“读取”。

[0043] 又一使用RFID读取器天线的问题是在车上的RFID标签可能串扰，该RFID读取器天线提供在方位面中全方向性的辐射图案(即，像图2中描绘的“落环”辐射图案那样)，尤其在相同位置使用多个这种天线时存在该问题。这一串扰可能在车辆在车道间(即，两个读取器天线间)驾驶时发生，如图3所描绘的。在例如这样的设置中，各读取器/天线的有效读取区可能常被设计成重叠以检测驾驶在车道之间避免检测的车辆。然而，在这一设置中，可能两个读取器会传送相同数据消息，这会导致距离两个天线相等(或大约相等)距离的单个标签(即在单个车辆内)产生混淆。参见图3(i)。如果仍然要使用提供在方位面中全方向性的辐射图案(即，像“落环形”辐射图案那样)的RFID读取器天线，用来解决(或降低)这问题的一种可能性是将天线交错，以试图并建立足够的分离以避免串扰。这种交错的分离可能造成对驾驶路径的斜向分离，因此车道分割者(在车道之间驾驶的车辆)仍然会被检测到，如图3(ii)所示。

[0044] 此外，用以处理或解决以上参考图3(i)讨论的问题的可能替代选择可以是使RFID读取器天线的辐射图案形状沿一个或一些水平方向比其他方向更进一步延伸，或者换言之，使RFID读取器天线的辐射图案形状的范围在方位面(即，平行于道路表面的在天线周围辐射的面)内沿一个或一些方向比其他方向更大。尤其，在这一情况下(且这是对比于参考以上图7(ii)描述的情况)，可以期望RFID读取器天线的辐射图案3”沿着道路(至少稍微)更进一步(或者至少沿平行于车辆在道路上行驶的方向的方向更多)延伸。在这被完成之处(且一般认为本发明或其变型潜在地提一种方法，这可以通过该方法实现，或者该方法可以向此推进)，更可能使用选择性馈电(潜在地包括非中心馈电)以由此引起(方位面中)辐射图案形状的长轴指向斜向左或右，如图8(i)所示。之后可以采用智能时分多路复用法以使射束斜向左或右指向(以快速转换方式)，从而找到标签。多路复用法可以进一步锁定标签(一旦被检测)，直至标签被充分询问并之后恢复多路复用。多路复用需要在多个附近的RFID读取器天线(参见图8(ii))之间同步。事实上，不同的读取器能够检测邻近读取器的多路复用，即使来自邻近读取器的信号强度可能非常低。

[0045] 如上所提及的(虽然没有限制)，为了设计目的，通常假设在高速公路和开放道路上，车辆可能行驶高达(或差不多)180km/h，或至少以这一量级的速度行驶。作为在高速公路和开放道路上潜在性高车速的结果，情况通常如此：车辆经过高速公路或开放道路上的RFID天线，并且其安装于牌照的RFID标签一定被与天线相关联的RFID读取器读取，该车辆将仅仅在天线的“读取区”内非常短的时段(由于车辆移动路过固定天线的速度)。以上解释为：一般认为“读取”安装于牌照的RFID标签需要(大体上)80ms；以180km/h行驶的车辆在80ms内行驶4m；并且因此需要4m的必需读取区以使得能够成功“读取”车辆上RFID标签，假设车辆可能以高达180km/h的速度(这是为设计目的假定的最大速度，虽然现实中的车速几乎从不会这么高)经过RFID读取器天线。事实上，如以上所解释的，必需读取区应包括天线的前4m和后4m，但不包括紧接天线的前1m和后1m区域(在该区域处致盲和/或读取角度问题可能妨碍可靠的读取)。因此，在车辆行驶的方向上，必需读取区应覆盖RFID读取器天线前的5m到1m以及RFID读取器天线后的1m到5m。为了使RFID读取器天线的辐射图案“覆盖”这些必需区域，用以从RFID读取器天线辐射能量的功率应足够高才能这样做。

[0046] 以上也提及到，现在已经认可期望使辐射图案形状假设比图5所示的RFID读取器天线的辐射图案3更进一步延伸穿过道路。根据以上[0029]段中的讨论，可能最初认为使辐射图案形状更进一步延伸穿过道路可能单纯是增加供应给RFID读取器天线的功率的问题(这实际上会增加所有方向上辐射图案的范围/尺寸)。然而，单纯增加供应给RFID读取器天线的功率不总是可行或被允许的。一方面，可能对可供应给天线的功率量有限制，例如由于对能够轻易传送至天线的道路上或内的位置的功率的限制，或可能由于对电池可供应的功率量上的限制(如果电池有寿命或者不太短的再充电间隔等)。而且，在许多管辖范围中，存在对无线天线(包括设为车辆检测/识别用途的RFID天线)可发射的功率量设置限制的法律或法规。例如，这些情形因此通常对可以供应给道路上/内天线的功率量的设置限制。然而，即使除了上述之外，关于为什么不期望增加供应给RFID天线(尤其是位于道路上或内并用于车辆检测和识别的RFID天线)的功率还有实践上的理由。例如，以上提及到，应限制从道路上或内天线沿“向上”方向辐射的能量的量(即垂直于道路表面垂直向上的能量的量)，这主要是为了限制来自车辆底面的“致盲”反射。单纯增加供应给用于车辆检测/识别的道路上或内RFID天线的功率量不仅会增加辐射方向(平行于地面)上天线辐射图案的尺寸，还会增加沿垂直向上方向(垂直于地面)导向的辐射图案的强度(或功率或功率密度)(即增加辐射功率量)，这将是产生相反效果的，因为这会(除了其他方面)增加来自车辆底面不期望的“致盲”反射的可能性。而且，增加供应给RFID天线的功率量也很可能增加不仅由天线本身产生的热量，还有(并且经常更多)由供应功率给(除了其他设备)天线的相关联的RFID读取器设备产生的热量。天线和相关联的RFID读取器设备产生的热量可能极度重要，尤其在RFID读取器(或其部件/组件)安装在“道路内”的场景下，因为由于这些安装场景下的位置和环境，通风或其他散热的方法的可能性通常非常有限。因此，首先将天线和任何相关联的RFID读取器(或其他)电子器件产生的热量最小化变得很重要，因为通风或散热困难意味着如果首先产生了过量的热，那么可能存在使天线和/或电子器件过热的危险(这可能进而导致损坏或防过热停机，如果没有真的过热或损坏)。

[0047] 专利申请‘384和‘994公开了某些天线设计，其具有的配置意在(除了其他方面)帮助克服与存在于天线附近的可变(而且经常大幅且动态地可变)的无线射频(RF)传输条件/环境相关联的多个挑战，包括由于“接近地面效应”带来的挑战。实际上，在专利申请‘384中特别解释了：

[0048] .....“. 近地面效应”是最接近天线的(例如，离天线大约6m或大约一个典型的车辆长度)的安装天线在其上的地面(地球的一部分)或者表面引起的地面效应。这一“接近地面效应”(即，来自“接近地面”的地面效应)特别可能是高度可变的且甚至大幅可变的(即，受制于随着时间的改变和/或由于条件的改变等)……

[0049] 当论述……天线帮助补偿/解决地面效应的能力(尤其接近地面效应)时，强调就……有关天线以及其在[目前考虑道路上/内]应用中的操作范围内重要的某些其他/相关点……也是有用的。第一点在于，当天线……[被定位在道路上/内以及]用于例如车辆检测和/或RFID车辆识别应用时，天线可以被认为大体类似于或模拟RADAR发射器/传感器中的天线的方式而被有效地使用。实际上，……RADAR实质上包括首先由传感器传送的无线信号；该无线信号之后被待观察对象反射，并且所反射的信号由传感器接收和解译(例如，为了检测物体的存在，和/或其相对于传感器的位置和/或移动等)。在RFID的情况下，信号可以由(包括天线……的)RFID读取器发射，并且“反射”信号之后可以从例如车辆上的RFID标签被发送回至RFID读取器。在RFID中，可调制这两个信号(即，RFID读取器发射的信号以及还有从RFID标签发送回至RFID读取器的“反射”信号)，以运载信息/数据(信号上的这一数据调制是区别RFID与其中信号未调制的传统RADAR的至少部分)。换言之，在RFID中，可以调制信息至RFID读取器发射的信号上，从而使得信息从读取器被发送回至标签，且类似地，可以调制信息至RFID标签发送回(反射)的信号上，从而使得信息从标签被发送回至读取器。在存在这种双向数据交换的情况下，并且尤其在RFID车辆识别应用中，信息的交换可用于执行(事实上可能就是这使得能够执行)特定车辆的[明确]识别(即，ID检测/辨认)。……替代的设置或情况也有可能，其中RFID读取器发射的信号以及从RFID标签被发送回至RFID读取器的“反射”信号(或者它们其中的一个)没有被调制，从而使得因此不存在像刚刚以上描述的双向数据交换。然而，即使在其中RFID读取器发射的信号和/或从RFID标签被发送回至RFID读取器的“反射”信号没有被调制的这一替代情况中，由RFID标签发送的信号仍由读取器接收和解译，其(除了其他方面)仍可用于车辆检测。的确，当从RFID标签被发送(反射)回的这样的反射信号由读取器接收时，这一信号(即使是未调制的信号)可以立即表示在读取器的读取范围内RFID标签(以及由此车辆)的存在(虽然在这一情况中是哪个特定车辆——即特定车辆身份/ID——可能不能确定，至少不是只根据RFID标签发送的信号)。而且，所述信号随时间改变的方式(即，信号随时间从RFID标签被发送并由读取器接收的方式，即使是未调制的信号)可以(由读取器解译)用来确定关于(未识别的)车辆(除了仅仅其存在性之外)的信息。实际上，车辆的位置和移动——例如相对于读取器的距离和位置、其行驶速度(及可能的方向)等——可能被确定。将理解，这一最后的未调制信号场景略微[与其中使用RFID实现明确的车辆识别的双向数据交换场景相比]更近似于传统RADAR。

[0050] 应强调的另一点在于，当天线……在被用于例如车辆检测和/或RFID车辆识别应用中时，可能以与传统RADAR天线(参见上述)类似或模拟其的方式被使用，而同时，其中[目前考虑的道路上/内应用中使用的RFID读取器天线]需要操作的区域，以及天线必需的传输范围、辐射图案形状以及甚至物理位置(以及因此其中并从其发射天线信号的物理位置)可能都大大不同于传统RADAR中使用的天线。实际上，由于[专利申请‘161和‘384中]具体解释的原因，[目前考虑的道路上/内应用中使用的RFID读取器天线]通常需要位于地平面，典型地在地表面上或内(即，地球的表面上或内)——例如在道路的表面上或内。那么，天线一般会需要被配置成被定位在(并且从而使得其信号辐射放射自)地球上的地平面。这非常不同于传统RADAR，其中传统RADAR天线几乎总是位于地平面上方相当高的位置，典型地在地面上方至少2个波长(即，传统RADAR天线操作的高度通常至少是其发射的RADAR信号的波长的两倍)。因此，通常不需要传统RADAR天线适应很多(如果有的话)信号传输传播条件由于“接近地面效应”的改变。当然，对于它们而言，地球[尤其地球上变化的条件/环境]引起对信号传输传播的影响可能通常假设为可忽略的或至少恒定的，例如，无论任何时间和/或天气或环境条件或地面条件中的位置的各种改变等。这非常不同于[目前考虑的道路上/内应用中使用的RFID读取器天线]，目前RFID读取器天线必须在地面上/中操作且其中天线位于其上或内的地面(特别是接近的地面)[以及尤其是变化的条件/环境]引起的对信号传输传播的影响可以在不同位置之间并且还在相同的位置上都大幅改变……[例如]信号传输传播条件即使在单一位置上也能够随着时间大幅改变，例如随着由于附近表面水相对于干燥、湿土壤相对于干燥、[等等]的表面条件的改变。[信号传输传播条件也能够在不同位置之间大幅改变，这可能由于像是]道路地基中存在或不存在金属或其他导体、道路上像漆或油的不同导电率的物质等)……

[0051] 而且，传统RADAR天线通常具有非常集中/方向性的辐射图案，其意在于在大的或非常大的传输距离(典型地以广播方式)上传输。所以，不仅传统RADAR天线一般被定位在地平面上方相当高的位置，而且它们具有窄的集中/方向性的辐射图案并在大的距离上传输(即，它们在通常被称作为远场——也称为Fraunhofer区域中操作)。相比之下，[目前考虑的道路上/内应用中使用的RFID读取器天线]可能[且典型地将]需要在非常更加接近天线的范围上以及其内传输，可能甚至在天线的辐射近场(也称为Fresnel区域)内。而且，根据本发明实施例的天线可能[且典型地将]需要提供非集中的辐射图案，并且该辐射图案在平行于[天线的]地平面的平面的方向上相比于其在垂直于[天线的]地平面的平面的方向上更进一步地延伸[如上以及还有专利申请‘161和‘384中所讨论的]。通过例示性示例……，[对于]被配置成以信号频率约1GHz(并且因此以约300mm的信号波长)操作的……天线而言，作为位于道路表面上/内的RFID读取器的部件的天线可用于(可以这么说)在天线周围约5或6m的半径范围内“雷达”检测和/或识别一个或多个车辆，其中车辆上的RFID标签在约2m或以下的高度。

[0052] 总之，专利申请‘384和‘994参考某些天线设计(以及天线设计方法论)，其意在帮助克服刚刚在以上引用的章节中描述的很多问题和挑战，尤其是其中(调制和/或未调制)RADAR或类似RADAR传输是所使用的数据传送方法并利用地上的传输天线以及在约6m和低于6m之内的反射天线。

[0053] 而且，如更早已经解释的，在RF道路车辆检测/识别应用的背景下，由于放置RFID读取器或至少其天线在道路表面上或内而有许多优点产生。然而，如同刚刚以上已进一步解释的，天线在道路表面上或内的放置(尤其是其中必需读取范围离天线6m以内的情况)限制(或可能完全防止)了传统雷达辐射方法的使用，在传统雷达辐射方法中，地球尤其通常被量化为(即假定为)同质且稳定/不改变/非时变(或几乎如此)的单一RF元件。

[0054] 天线设计领域的技术人员将认可，当导电性(包括但不限定于道路表面导电性)是影响道路上或道路内天线的辐射图案的重要参数之一时，其不是唯一的相关参数。例如，如另一示例，在道路建筑物中，可能使用一些不同类型的集料。这些不同类型的集料老化、改变、结合、压实等的方式等随时间不同。这些(包括不同材料组成、密度、孔隙率、表面形状和道路表面的纹理等)的许多潜在效果也能够显著影响道路上无线射频传输条件/环境，进而影响道路上/内天线的辐射图案。

[0055] 一般认为，如果存在以下方法和/或适当的天线硬件/装置可能是期望的：该方法和/或适当的天线硬件/装置能够适应可能在不同时间存在于道路上或者在不同时间、不同位置存在于不同道路上的潜在地较宽且动态变化的无线射频传输条件/环境，以使被放置在道路上/内的天线或能够被放置在道路上/内的不同位置处的天线能够在所有位置、所有条件下实现一致的(或至少具有可接受程度的一致性)期望天线辐射图案。如果存在以下情况可能是尤为期望的：道路内或道路上天线的调谐可以被制作得(或者可以变得)更“精密科学”——也就是说——天线调谐可以如下方式执行：对天线(或者天线的某些部件)的尺寸、设计、配置等的调谐变化所产生对天线的辐射图案的影响更加可预测和可靠，且因此更少依赖单纯的“试错”调谐。

[0056] 即使以上提供了大量的引介绍性讨论和背景信息，应清楚地理解，在本说明书中仅是对任何先前的或存在的天线设计、设备、装置、产品、系统、方法、实践、公开的参考或实际上对任何其他信息的参考，或者对任何难题或问题的参考，其不构成对以下的认可或承认：任何那些事情(不论是个别或以任何方式结合)形成了本领域技术人员的公知常识或者它们是可承认的现有技术。而且，一些事情在以上背景技术部分提及或讨论的纯粹事实并不必然意味着其在本发明之前众所周知(或已被完全了解)。实际上，以上背景技术部分也可能包含与本发明相关的解释、其特征、特性、可能的实施方式、可能的选择、替代物或变型、其用途等，包括可能也没有在本说明书中其他任何地方被重复的一些内容。

发明内容

[0057] 根据一个形式中，本发明概括地涉及一种用于通信设备的天线，所述天线具有包括地平面和盖组件的结构，其中：

[0058] 所述盖组件是导电的，大体上平坦的，并且具有平面形状(即，当在正投影上观看时的形状)，所述平面形状在第一盖组件尺寸(L1)中比其在垂直于所述第一盖组件尺寸(L1)的第二盖组件尺寸(L2)中小(即，L1⊥L2且L1

[0059] 所述地平面是导电的，大体上平坦的，并且具有平面形状(即，当在正投影上观看时的形状)，所述平面形状具有第一地平面尺寸(G1)和第二地平面尺寸(G2)，其中[0060] 所述第一和第二地平面尺寸(G1和G2)分别平行于所述第一和第二盖组件尺寸(L1和L2)，

[0061] 所述地平面在所述第一地平面尺寸(G1)中的大小大于所述盖组件在所述第一盖组件尺寸(L1)中的大小，并且所述地平面在所述第二地平面尺寸(G2)中的大小大于所述盖组件在所述第二盖组件尺寸(L2)中的大小，以及

[0062] 所述盖组件导电地连接至所述地平面，而且与所述地平面间隔开，从而使得所述盖组件与所述地平面之间存在空间(也称为“空腔”)，以及

[0063] 所述天线是中心馈电的。(就这一点而言，中心馈电意味着(或至少包括)馈源(即，像馈源线缆、导体或类似物)连接在平面盖组件的几何中心处，这相当于盖组件中对应于零位或虚拟零位的位置)。

[0064] 在另一略微不同的形式中，本发明概括地涉及一种用于通信设备的天线，所述天线具有包括地平面和盖组件的结构，其中：

[0065] 所述盖组是导电的，大体上平坦的，并且具有平面形状，所述平面形状在第一盖组件尺寸(L1)中比其在垂直于所述第一盖组件尺寸(L1)的第二盖组件尺寸(L2)中小(即，L1⊥L2且L1

[0066] 所述地平面是导电的并且大体上平坦的，其中

[0067] 所述地平面的大小大于所述盖组件的大小；

[0068] 所述盖组件导电地连接至所述地平面，而且与所述地平面间隔开，从而使得所述盖组件与所述地平面之间存在空间(也称为“空腔”)，以及

[0069] 所述天线是中心馈电的。(再一次，中心馈电意味着(或至少包括)馈源(即，像馈源线缆、导体或类似物)连接在平面盖组件的几何中心处)。

[0070] 所述盖组件不仅与所述地平面间隔开，而且(至少大约)平行于所述地平面。

[0071] 联系以上描述的本发明的两种形式已经提及，盖组件尤其是导电的。然而，尽管如此，一般(如果不是总是)情况是，当天线在操作中时，盖组件是(至少大部分是)非辐射的。换言之，一般(如果不是总是)情况是，从操作天线产生的极少(如果有的话)电磁辐射EMR(考虑到本“RFID”应用，其典型地为无线射频RF)由盖组件辐射。反而，由天线辐射能量的方式将在以下详细描述。

[0072] 从以上继续，一般认为，在本发明的大部分(如果不是全部)实施例中，由所述天线辐射/发射的能量/辐射(EMR，考虑到本RFID应用，其典型地为RF)从所述盖组件和所述地平面之间发出。更具体地，一般认为，在本发明的大部分(如果不是全部)实施例中，由所述天线辐射/发射的能量/辐射从所述地平面和所述盖组件的沿所述第二盖组件尺寸(L2)的方向(至少一定程度上)延伸的边缘之间发出。(由此，一般认为通常情况为，是所述地平面和所述盖组件的沿所述第二盖组件尺寸(L2)的方向(至少一定程度上)延伸的边缘之间的空间/空腔的开放侧面产生，并且这些因此形成虚拟空腔谐振器)。

[0073] 一般还认为，在大部分(如果不是全部)实施例中，没有(或者至少非常少量)能量/辐射将从地平面和沿第一盖组件尺寸(L1)的方向(至少一定程度上)延伸的边缘之间辐射/发射。(由此，一般认为，沿第一盖组件尺寸(L1)(至少一定程度上)延伸的地平面和盖的边缘之间的空间/空腔的开放端面将一般有效地起到用于沿第二盖组件尺寸(L2)(至少一定程度上)延伸的虚拟空腔的虚拟地平面的作用，并且这些虚拟地平面将因此(一般认为)起到虚拟波导的作用)。

[0074] 以上提到的所述通信设备可以是RFID读取器，其能够操作以用于涉及道路车辆检测和/或识别的应用中，并且所述RFID读取器的部件和组件的至少所述天线的地平面能够操作以被安装在所述道路的表面上。

[0075] 所述盖组件可以是尺寸为L1×L2的大体上矩形。其中在这种情况下，由所述天线辐射/发射的能量/辐射(RF MER)可以从所述地平面和所述大体上矩形的盖组件的沿所述第二盖组件尺寸(L2)的方向(至少大体上)延伸的长边缘之间发出。(由此，在这些实施例中，一般认为空间/空腔的这两个开放侧面(即，地平面和盖的长边缘之间的)在盖的两侧上产生，并且其因此形成虚拟空腔谐振器)。

[0076] 而且，在盖组件是尺寸为L1×L2的大体上矩形的情况下，没有(或者至少非常少量)能量/辐射可以从所述地平面和所述大体上矩形的盖组件的沿所述第一盖组件尺寸(L1)的方向(至少大体上)延伸的短边缘之间辐射/发射。(由此，一般认为在这些实施例中，空间/空腔的这两个开放端面(即，地平面和盖的短边缘之间的)在盖的两侧上产生，其实际上起到虚拟地平面的作用，并且这些可以因此(一般认为)起到虚拟波导的作用)。

[0077] 所述地平面可以大体上自始至终延伸穿过所述道路(的宽度)，或者自始至终延伸穿过所述道路的车道(的宽度)。

[0078] 参考以上在本发明的标题为“发明内容”下首先描述的本发明的形式，所述地平面在所述第一地平面尺寸(G1)中的大小不必然与所述地平面在所述第二地平面尺寸(G2)中的大小相同，但所述地平面在所述第一和第二地平面尺寸(G1和G2)中的大小比所述天线的操作信号的波长(λ)大至少五倍。(即，{G1,G2}≥5λ)

[0079] 在一些特定实施例中，所述道路或者所述道路的车道可以为大约(或者至少)4m宽，并且在所述第一地平面尺寸(G1)的方向上，所述地平面的大小被设计成大体上自始至终延伸穿过所述道路或者所述道路的车道，并且在所述第二地平面尺寸(G2)的方向上，所述地平面延伸大约(或者至少)1.5m或更多。

[0080] 所述盖组件的平面形状在所述第一盖组件尺寸(L1)中可以比其在所述第二盖组件尺寸(L2)中小因子f，其中0.3≤f≤0.75。(即，L1＝f L2(或Lacross＝f Lalong)，其中0.3≤f≤0.75——短侧边的长度[Lacross]可以被选定成在期望信号频率的波导的截止频率之下。该短侧边间隙可以因此几乎变成地平面和空腔封装的部分)。

[0081] 一般情况为，在本发明的至少大部分实施例中，第二盖组件尺寸(L2)是大约一半的所述天线的操作信号波长(λ)加上或减去高达20％的匹配因子(x)。(由此，天线的盖组件可以沿其最长尺寸具有长度，其在天线的操作信号频率上产生谐振)。因此，通过示例的方式，虽然没有限制，如果天线的操作信号频率为大约800MHz至1GHz，那么在第二盖组件尺寸(L2)的方向上，盖组件可以延伸在大约90mm和260mm之间，并且在所述第一盖组件尺寸(L1)的方向上，所述盖组件可以延伸在大约27mm和195mm之间。在更特定(但再一次非限制的)示例中，天线的操作信号可以为大约920MHz，并且在这种情况下，在所述第一盖组件尺寸(L1)的方向上，所述盖组件可以延伸大约75mm，并且在所述第二盖组件尺寸(L2)的方向上，所述盖组件延伸大约180mm。

[0082] 以上提及了，天线是中心馈电的，并且还提及了，盖组件可以是尺寸为L1×L2的大体上矩形。更具体地，天线可在所述盖组件上的某一位置处被馈电，所述位置是所述盖组件在所述第一盖组件尺寸(L1)中的侧边之间的中途并且是所述盖组件在所述第二盖组件尺寸(L2)中的端部之间的中途。(所述天线典型地将由与天线阻抗匹配的50欧姆同轴电缆馈电，正如传统的那样，但就这一点而言不暗示严格限制)。

[0083] 参考盖组件的平面形状，这可以是在整体尺寸为L1×L2的大体上矩形的同时，该形状还可以具有蜿蜒的一个或多个侧边或边缘(即，制成至少某种程度上弯曲或波浪形的，以由此增加侧边或边缘在分别为L1或L2的拐角之间横穿的长度或距离)。这一边缘蜿蜒可以具有增加天线带宽的效果。

[0084] 所述盖组件可以被支撑在通过一个或多个导电支撑构件与所述地平面间隔开(例如在其垂直上方)的位置处。(就这一点而言，一般认为空腔的高度和长侧边[Lalong]的长度或者可能是空腔的高度和支撑构件之间在长侧边上的长侧边间隙的长度确定了天线的谐振频率。进一步地一般认为，空腔的理想高度的选择涉及期望但相互竞争的需要之间的平衡或权衡，所述需要一方面针对低天线轮廓(这可以至少部分地通过降低空腔的高度实现)以及另一方面针对至少盖组件的较小覆盖区(这可以至少部分地通过增加空腔的高度实现)，但这是以较低的天线轮廓/盖高度作为代价的))。

[0085] 在盖组件为矩形的情况下，如上所讨论的，存在四个导电支撑构件，一个导电支撑构件定位在所述矩形盖组件的四个拐角中的每一个与所述地平面之间。

[0086] 所述盖组件与所述地平面间隔开的距离由所述支撑构件的长度(高度)限定。一般认为，在一些实施例中，所述支撑构件支撑所述盖组件与所述地平面间隔开(或在其上方)的距离是大约所述天线的操作信号波长(λ)除以因子h，其中10≤h≤35。

[0087] 在所述第二盖组件尺寸(L2)中的所述支撑构件之间的距离(即，在盖组件为矩形的情况下，这是在盖组件的短端部中的一个处的两个支撑构件与在盖组件的另一短端部处的另外两个支撑构件之间的距离)可以是大约一半的所述天线的操作信号波长(λ)减去大约1％至10％(优选地减去大约5％)。(一般认为，可以是地平面和盖的长边缘在盖的两侧上的空间/空腔的开放侧面(即两个支撑构件之间)产生谐振，并且由此形成虚拟空腔谐振器)。

[0088] 在所述第一盖组件尺寸(L1)中的所述支撑构件之间的距离(即，在盖组件为矩形的情况下，这是在盖组件的长侧边中的一个处的两个支撑构件与在盖组件的另一长侧边处的另外两个支撑构件之间的距离)与所述第一盖组件尺寸(L1)减去大约1％至10％(优选地减去5％)大致相同。

[0089] 所述地平面可以包括(或包含)底板(所述底板可以最初与所述地平面的其他部分分离地形成，但在所述天线完全被组装好并安装(例如在道路上)时，所述底板应当被包含到所述地平面中，并且其应当形成所述地平面的一体部分)，并且所述盖组件与所述底板间隔开并与之(至少大致)平行，从而使得所述盖组件和所述地平面之间的空间(“空腔”)是所述盖组件与所述底板之间的空间。所述盖组件和所述底板都由大致刚性且导电的材料形成。这将典型地为金属，但其他大致刚性且充分导电的材料(例如碳)也可以被使用。用于形成盖组件和底板的材料也不必然需要是相同材料。

[0090] 所述底板可以是大致平坦的，并且具有平面形状，所述底板的平面形状比所述盖组件的平面形状大，但比所述地平面(其底板事实上形成一体部分)的平面形状小。

[0091] 盖组件可以被支撑在其通过以上参考的一个或多个支撑构件与所述底板间隔开(在其垂直上方)的位置处。

[0092] 填料或支撑材料可以被提供在所述地平面和所述盖组件之间的空间中。这一填料或支撑材料可以被用于提供所述地平面和所述盖组件之间额外的结构加强或支撑。然而，这一填充或支撑材料的存在并不必然是关键的，并且其中天线很可能被不被暴露于负载(或者仅暴露于较轻的负载)，其可以被忽略。然而，在填充或支撑材料存在(例如以更好地使天线能够更好地承受重大、重复的负载)的情况下，这可以给予整体天线结构可能被描述为类似“晶片”的配置，即像在两个更多刚性层(底板/地平面和盖组件)之间具有相当软的填料(支撑材料)的饼干那样。而且，如以上所解释的，第一盖组件上提及L1的天线(并且尤其是盖组件)的宽度小于(优选地远小于)第二盖组件尺寸L2中天线(以及盖组件)的长度。盖组件还小于(优选地远小于)地平面。由此，天线的整体配置可以被描述为不对称的，甚至“大规模非对称的”。为此原因，申请人至少涉及的这一特定天线是“大规模非对称晶片天线”或“MAMA”。而且，由于已经解释的原因，这一大规模非对称晶片天线能够被认为实际上或者至少功能/理论上类似于修改波导天线和修改空腔天线的结合)。

[0093] 所述填料或支撑材料可以大致在所述支撑构件之间填充所述地平面和所述盖组件之间的空间(空腔)。

[0094] 所述填料或支撑材料可以是耐压材料，并且其还至少在所述天线的操作信号频率上(并且优选地)具有低介电常量和/或大致恒定的介电性质。

[0095] 天线结构可以进一步包括保护罩。所述保护罩可以与所述地平面接触，并且其可以在所述盖组件上延伸以保护(至少)所述盖组件。所述保护罩可以自始至终围绕盖组件与所述地平面接触，并且所述盖组件以及所述地平面和所述盖组件之间的空间被封闭在所述地平面和所述保护罩内。

[0096] 所述保护罩可以(至少部分地)用作雷达天线罩。替代地或者除此之外，所述保护罩还可以能够操作以(帮助所述地平面)降低所述天线的辐射图案(即，降低所述最大增益路径的标高角度并将大部分辐射引导至最大增益路径和地平面之间的地区)。

[0097] 所述保护罩可以具有一个或多个边缘，其从所述地平面延伸至所述盖组件的水平(或该水平之上)，并且该所述一个或多个边缘具有(向上和向内)成斜坡的至少一个部分，以帮助降低对接触所述保护罩(或其一部分)或在其上滚过的车辆轮胎或其类似物的影响或冲击。(罩的侧边的厚度和形状还可以至少部分地帮助将天线的辐射集中在最大增益路径下方)。

[0098] 所述保护罩的一个或多个边缘沿其长度(即，沿侧边和端部，其中保护罩的整体平面形状是矩形的)可以是笔直的(即，不是弯曲的或者蜿蜒的)。

[0099] 在另一形式中，本发明概括地涉及一种RFID读取器，其包括如上所述的天线或能够操作以与所述天线一起使用。

附图说明

[0100] 本发明的优选特征、实施例和变型可以由以下的详细说明确定，以下的详细说明为本领域技术人员提供了执行本发明的充分信息。详细说明不会以任何方式被视为限制前述发明内容的范围。详细说明将参考许多附图如下：

[0101] 图1——道路上RFID读取器天线的必需读取区的示意图。

[0102] 图2——“落环”(或“挤压环形”)形状的天线辐射图案，其在方位面中是全向性的，而且先前已被认为是对于道路RFID读取器天线期望的。

[0103] 图3——针对车辆的RFID标签可能产生“串扰”的方式的示意图，其中使用了每一个均提供全方向性的辐射图案的多个RFID读取器天线。

[0104] 图4——在车辆牌照的RFID标签和道路上RFID读取器天线之间的辐射通信路径相对于牌照的“正面”方向的标高/高度以及方向性/水平性偏移。

[0105] 图5——三车道道路的平面(俯视)图，其中RFID读取器天线放置在道路上中央车道的中间。注释：该附图只示出了位于中央车道的单个RFID读取器天线只为了图解清晰。一般而言，实践中会有RFID读取器天线放置在每个车道的中间——参见图1。还有注释：在该附图中的参考数字3代表RFID读取器天线的辐射图案，其中辐射图案在方位面中是全方向性的(即，在全部辐射方向中同等)，如先前已被认为期望的那样。

[0106] 图6——单车道道路的平面图(即，当以俯视角度观看时)，其中RFID读取器天线放置在道路上车道中间。注释：这一附图中的参考数字3再一次代表RFID读取器天线的辐射图案，其中辐射图案在方位面中是全方向性的(即，在全部辐射方向中同等)，如先前已被认为期望的那样。

[0107] 图7——(i)因为牌照上RFID标签天线辐射的增加的方向性(例如，由于车辆具有较大且陡峭的前部)而导致的有效读取区9的宽度的潜在性降低的示意图；以及(ii)可能优选的RFID读取器天线辐射图案形状(或当以平面观看时至少优选的形状)3’，其可以帮助对此作出适应。

[0108] 图8——(i)用于解决有效读取区的宽度的潜在性降低的可能替代方式的示意图，如图7(i)中所描绘的，其中辐射图案形状被制作成使用时分多路复用在指向斜左和斜右之间转换；以及(ii)在附近天线之间时对多路复用同步的需要的示意图。

[0109] 图9——典型传统的逆向反射(“猫眼”)道路标志的立体图。

[0110] 图10——安装在道路上(分离邻近车道的双线之间)的典型传统的逆向反射(“猫眼”)道路标志的立体图。

[0111] 图11——根据发明的一个可能实施例的RFID读取器结构(或其包括读取器天线结构的部分)的侧面视图。注释：在这一附图中，显示了底板(其为地平面的部分)，但未显示围绕底板的其他部分的地平面。地平面(包括/包含了在这一附图中可见的底板)直接位于道路(未显示)上。

[0112] 图12——根据同一实施例的RFID读取器结构(或其包括读取器天线结构的部分)的立体图。在图12和图13中，显示了底板(其为地平面的部分)，但未显示围绕底板的其他部分的地平面。地平面(包括/包含了在这些附图中可见的底板)直接位于道路(未显示)上。

[0113] 图13——根据同一实施例的RFID读取器结构(或其包括读取器天线结构的部分)的分解立体图。

[0114] 图14——根据同一实施例的位于道路表面上和上方的RFID读取器(天线)结构的侧面视图，而且还显示(通过非限制性示例的方式)其他电子器件，其可能与RFID读取器相关联并且可以(至少在这一特定安装中，虽然它们不需要总是)位于道路中(即，埋在道路表面下方且在天线下方等)。

[0115] 图15——地平面和天线的盖组件相对于单个车道的尺寸示意图。应注意，这一附图显示了整个地平面并且还有盖组件，但未示出其他组件，例如保护罩、底板等。

[0116] 图16——根据本发明的一个可能实施例的天线产生的辐射图案的形状和强度/功率的图解表示图。

[0117] 图17——根据本发明的另一可能实施例的天线产生的辐射图案的形状和强度/功率的图解表示图，其不同于表示在图16中的辐射图案的实施例，并且与图16中表示的辐射图案的实施例相比，其(尤其)盖的长度相对于宽度尺寸不同。

[0118] 图18——(i)a和(i)b是根据本发明的另一可能实施例的由天线(晶片天线)产生的辐射图案的形状的图解表示图，并且(ii)和(iii)是由同一(晶片)天线产生的辐射图案的形状相比于由替代类型的(蘑菇形)天线产生的辐射图案的形状的图解表示图，(蘑菇形)天线是专利申请‘994中描述的天线类型。

具体实施方式

[0119] 根据本发明的另一可能实施例，图11、图12、图13以及图14全部示出了RFID读取器结构，或者至少它们全都示出了包括包括RFID读取器天线的部分。如这些附图中所示，RFID读取器结构(或其包含天线的部分)包括底板61(其为天线的地平面的自身部分——参见以下)、保护罩62(在此情况下其采取透明、一般是以例如聚碳酸酯、工程塑料像缩醛(也不同地被称作像Delrin、Celcon、Ramtal以及其他)等的坚固/结构(优选为透明或半透明)材料制成的平坦的矩形“圆顶”的形式)、四角支撑构件或“支柱”63、盖组件(此后简称为“盖”)64、支撑或填充材料构成的块66(“支撑件”66)、以及馈电导体/接脚67。以下将更详细讨论RFID读取器天线结构的这些各种部件和组件。

[0120] 本发明的这一特定实施例将参考其在道路应用中的使用以及其背景来描述，其中RFID读取器天线与位于车辆牌照上(或整合为其部分的)的RFID标签通信。以下也将参考如下情况解释本发明的这一实施例：RFID读取器天线以引起读取器天线的辐射图案与其沿着道路相比更进一步穿过道路延伸(即，在垂直于车辆在道路上行驶的方向的方向上延伸更多)的方式安装在道路上(以及被委任和被使用)，如图7(ii)所示。然而，应清楚地理解，本发明的这一以及其他实施例或变型也能够以如下方式在道路上安装(以及委任和使用)：引起读取器天线的辐射图案的长的尺寸(或其能够)沿着道路比单纯直接穿过至少略微延伸更多，并且其可能具有利用多路复用而快速转换(即，在斜左和斜右之间)的额外能力，如以上参考图8所讨论的。然而，这最后不会被详细说明。

[0121] 参考底板61，如上所提及的，这是(或其在天线完全组装和安装好时变成)天线的整体地平面的一体部分。地平面是整体导电的(至少在天线的操作频率上)，并且因此作为平地面的部分的底板61也以导电材料制成。典型地，底板61将以例如铝(或一些其他大体上刚性、导电的材料)的大体上刚性的且导电的材料制成，但其他材料(例如，碳)也可以被使用。因为底板61以除了导电之外还大体上刚性的材料制成，底板61因此提供结构基底，其上能够安装天线结构的其他组件，包括支柱63、盖64、在底板61和盖64之间的块66、以及保护罩62。

[0122] 使底板61成一体(或是被制作成整体较大地平面的一体部分)的方式不严格苛求且可以使用用于实现此目的的任何手段。典型地，底板61以导电材料制成，并且至少接触底板61的边缘的整体地平面的其他周围部分也是导电性(至少在天线的操作频率上)，这足以确保整体地平面(包括底板61和围绕它的地平面的其他部分)是导电的。无论如何，应再次强调(而且清楚地理解)，图11、图12、图13以及图14中描绘的底板61本身不是地平面(或者不是整个地平面——整个地平面在图15中示出)。相反地，底板61是导电组件，当天线被组装和安装好时，其变成较大的整体地平面的一体部分，而且底板61形成刚性的结构组件，其上可以安装天线结构的其他组件。关于底板61的特定特征和功能的进一步解释将在以下给出。

[0123] 天线的整体地平面(包括底板61和围绕它的地平面的部分)应被应用于道路的表面(或直接安装在其上)。地平面的实际大小(根据道路上其长度和宽度，并且还有其整体形状)将在以下讨论，但应再次注意，图11、图12、图13以及图14中只显示了底板61，而不是整个地平面。整个地平面显示于图15中。

[0124] 概括地，地平面整体(并且尤其是其围绕底板61的部分)形成相当薄的层，其典型地直接应用于道路表面上或其顶部上(地平面的厚度对于本发明不必然关键，并且其可能随实施例变化或基于地平面如何制成而变化，但通过指示(虽然无限制性)的方式，地面的厚度可以从几毫米到高达几厘米)。典型地，围绕底板61的地平面的部分将如以下所讨论的形成，并且底板61将之后被安装在其边界内的某处。典型地，底板61将被安装在地平面的几何中心处，然而这不必然关键，而且如果不是在精确的几何中心，使底板61位于朝向地平面的中央或中间的某处通常也是足够的。但底板61一般不应很靠近整体地平面的周缘，否则天线的其他部分可能不被地平面充分掩盖——参见以下。

[0125] 在这一实施例中，一旦底板安装在道路上或可能甚至在底板安装在道路上或是相对于地平面的其他部分安装之前，剩下的天线结构直接位于(或安装于)底板61的上侧/表面上。在这一特定实施例中(尤其参见图13)，在底板61的上表面中间提供略微较薄或凹陷65。在底板61中围绕凹陷65延伸且界定凹陷65的短垂直壁实际上与保护罩62的基底的外周形状相同。因此，当保护罩62安装至底板61上(连同包含在罩62下方以及罩62和底板61之间的其他组件)时，凹陷61的外周边缘为罩62的周边基底部分提供外部支撑。这可以帮助增强罩62的基底部分并防止其向外变形或弯曲，例如在汽车或车辆驾驶通过天线而由此强加向下的力的情况下，这可能另外往往挤压罩62并使其向外变形。以这一方式增强罩62的基底和帮助防止其向外变形或弯曲也帮助在垂直方向上增强整体的罩62(包括其上部部分)。这是因为防止罩62的向外变形或弯曲也由此帮助防止罩62的上部部分被迫朝向道路的表面向下移动。换言之，其帮助防止整体的罩62被“压扁”，并且这进而可以帮助提供对容纳在罩
62和底板之间的组件(例如盖64和支柱63)的额外保护。

[0126] 如已提及的，整体地平面应为导电的。为了避免疑虑，除非上下文清楚地规定，否则本文对“导电的”地平面的参考或对词语“导电的”的参考一般应当理解为表示(包括)完全导电的，还有部分导电，但在天线的操作频率上(典型地约1Ghz，但其他操作频率也是可能的)有效充分导电的，即使其他频率不一定必须如此。

[0127] 地平面整体一般一定是有确定尺寸的，或至少有确定的最小尺寸。地平面一般应是确定尺寸的一个重要原因在于：要帮助确保它(即地平面)操作以充分屏蔽天线结构的其他部分(尤其是导电的和辐射的部分)，以防下面的路的潜在的较宽且动态可变的无线射频影响、其他“接近地面”效应等。地平面一般应是确定的尺寸的另一原因在于：要帮助确保它操作以充分屏蔽可能位于地平面下方的任何电缆、电子器件等，以防在公共道路上变得逐渐普遍的电动车辆产生的潜在地非常强的磁场。

[0128] 整体地平面可以实际上具有任何形状，假设其尺寸(在所有沿着地面的方向上)足以为天线的其他部分提供充分屏蔽。并且如上所提及的，天线的其他导电的和辐射的组件应充分朝向地平面的中间并且远离地平面的周缘定位，以被充分屏蔽。

[0129] 在本文中描述的特定实施例中，并且例如图15中所示，整体地平面具有平面形状(即，当正射投影观看时的形状)，其第一地平面尺寸(G1)比垂直第一地平面尺寸(G1)的第二地平面尺寸(G2)大(即，G1⊥G2且G1>G2)。然而，如已经提及的，地平面可以潜在地以其他方式成形。

[0130] 地平面应当优选地被安装在道路表面上(如上所讨论的)，并且在这一特定示例中，其第二地平面尺寸(G2)被定向为平行于车辆在道路上行驶的方向(即，G2＝Galong)。

[0131] 在当前描述的特定实施例中，地平面实质上是平的(即，是道路上的薄层)，而且其平面形状是尺寸为G1(或Gacross)×G2(或Galong)的矩形，其中如上所提及的G1(或Gacross)>G2(或Galong)。更具体地，在本实施例的特定优选版本中，并且其中读取器和天线结构的其他部分具有以下讨论的特定尺寸，地平面应是大致薄、平的矩形，具有G1＝4m(或其左右)以及G2＝3m(或其左右)的尺寸。应注意，关于第一地平面尺寸G1(或Gacross)＝4m(大约)，这相当于大部分道路上单一车道的全宽度。对于具有比这更宽车道的道路，可能是第一地平面尺寸G1(或Gacross)比4m更大，以自始至终延伸穿过车道(虽然这也可能不总是必要的)。然而应当清楚地理解，在其他实施例中，特别是如果读取器和/或天线结构的其他部分的大小和尺寸与这一特定实施例的读取器和/或天线结构的其他部分的大小或尺寸不同(这可能发生，例如如果天线以不同信号频率操作)，或可能在其他操作示例中，地平面的绝对和相对尺寸也可以相比于刚刚描述的改变。

[0132] 对在其他地方已经就此所述的不存在其他限制的情况下，为了使地平面充分屏蔽天线结构的其他部分以防位于下面的道路的潜在可变无线射频影响(以及来自其他“接近地面”的影响)，地平面(以及因此形成其的材料或物质)可能(至少在“已完成”和准备就绪时)需要有最低导电性。或者换言之，地平面可能(在已完成/已安装和准备就绪时)需要具有低于一定最大值的电阻率。对于本文提出的特定天线结构以及给出的天线功率、期望辐射图案形状、天线增益、天线反射损耗等，一般认为，地平面(以及因此形成其的材料和物质)应优选地(在已安装、已完成和准备就绪时)具有大约103S/m或更高的导电率(即，导电率应优选地近似等于或高于1000西门子/米)。换句话说，一般认为，导电的地平面(以及因此形成其的材料/物质)应优选地(在已完成时)具有低于大约10-3Ωm的电阻率(即，电阻率应优选地等于或小于0.001欧姆米)。

[0133] 关于导电地平面、以及尤其它除了底板61的其他那些部分的建立/形成/安装/部署，涉及在地平面本身上的建立/形成/安装应当优选地尽量经济而且无破坏性(就时间、成本、复杂性等方面而言)，而且还要考虑到当这发生时一般将必须关闭道路(或涉及至少一段道路或车道)。

[0134] 以上提及到，地平面可能需要具有最低的导电性(或换言之，低于一定最大值的电阻率)，而且还提及到，对于本文中提出的特定天线结构、给出的天线功率、期望辐射图案形状等，导电率应优选地为大约103S/m或更高。如果地平面的导电率大于大约106S/m，这事实上可能被认为“完全”导电，且这事实上可能对于在本天线应用中提供屏蔽是适合的或甚至更理想的；然而这当然不是必要条件，而且利用其中导电率比“完全”导电低得多的地平面，本发明的实施例仍可能非常有效地操作。

[0135] 如果地平面(或者其除了底板61之外的部分)单独或主要以例如不锈钢、铜、铝或某些其他适当的导电金属合金制成的网制成或可能由钢丝绒或金属布制成，可以建立导电率大于约106S/m的导电地平面。然而，与将这种金属网应用到道路表面(至少或尤其如果网是分开的独立物体且不嵌入能够更易于应用到道路的一些其他物体或物质或者不是其部分)相关联的实用性和困难意味着：以仅仅这样的金属合金网(或者比这稍多一点)建立围绕底板61的地平面的部分可能与其他可能的替代方式相比(其中一些在以下讨论)更不具吸引力。而且，(围绕底板的)地平面以仅仅金属网(或者比这稍多一点)构成可能也具有一定相关联的风险/危险，尤其例如，如果由于不当或不完整的安装、或作为磨损和破损的结果等而使网被举起离开道路表面。因此，当使用以仅仅金属合金网(或者比这稍多一点)制成的地平面(除底板之外)时，可能在其屏蔽天线结构以防位于下面的道路的潜在可变的无线射频影响(且以防其他“接近地面”影响)的能力方面非常有效，并且同时本发明的实施例可以利用这种简单金属合金网制成的地平面(除底板之外)操作良好，虽然因实践性原因，一般认为这比起用以形成地平面(除底板之外)的其他可能的替代方式更不太可能被使用(或者可能较少使用)。

[0136] 作为替代方式，地平面(除底板之外)可以反而被形成和应用成例如油漆(或作为以与油漆类似的方式施加到道路上的液体)，或成施加在道路上的环氧树脂，或甚至成可以融化到道路表面上的聚合物。为了实现所需最小水平的导电率(参见以上)，在安装之前，可以以适当的量(在导电物质的情况下)混合导电体或一些形式的导电组分或物质，或以其他方式将它们结合进入任意这些中。

[0137] 可能影响选择用以形成地平面(除底板之外)的方法的另一考虑在于：道路表面一般随着时间略微扩大、收缩和改变形状。例如，当车轮随着通过而压在道路上而使道路负载时，由于车轮强加的压力，道路表面下方将暂时地轻微压缩/改变形状。而且，由于温度波动(例如，日夜之间、或随着季节改变等)，可能发生道路表面的扩大和收缩。这一经常重复/循环的形状的扩大和收缩以及改变可能因此建立循环的负载/压力，并且由此在连接或结合到其上的结构中产生疲劳。这可能进而导致与疲劳有关的故障，例如其上提供的任何地平面(或地平面层)的故障，尤其如果地平面(或地平面层，除了底板之外)是刚性或易碎结构的形式。另一方面，如果地平面以具有或如果其结构允许或提供(至少某程度的)弹性、韧性、“伸展性(give)”等的物质形成，地平面(或地平面层，除了底板之外)将一般更少受疲劳影响。

[0138] 考虑到前述内容，一般认为可能适合(包括因为可以提供需要的导电率，而且还因为可以潜在地被经济地制造、以最小化破坏性应用在道路上、并且一旦形成就提供一定程度的弹性)用以提供地平面(除了底板之外)的一种方法为：使用可以应用作为油漆、或者作为能够置于道路上的注入环氧树脂布、或作为能够融化到道路上的聚合物的物质，并且这些之中任一种被使用时，导电成分/物质可能以例如石墨粉(或可能微粒状铝或其他金属等)的形式结合或混合到油漆、环氧树脂或聚合物中。当然也可以使用其他的导电成分/物质(即，不同于石墨粉)。然而，参考例如由环氧树脂/石墨混合物形成的地平面(或地平面层，除了底板之外)，作为以此方式形成的地平面/层的硬度的比较例，环氧树脂/石墨混合物通常还用于快艇制造中的承载结构和表面。而且，环氧树脂/石墨混合物可以具有高达大约104S/m的导电率(将注意到，其很容易满足本发明的目的)。

[0139] 一般认为可能适合形成地平面(除了底板之外)的另一种方法为：使用喷涂或用环氧树脂胶合到道路表面上的碳布(其可以具有超过105S/m的导电率)。这样的碳布替代地可以嵌入本身可以融化到道路表面上的聚合物薄片内。在其他应用和产业(例如船和快艇制造和修理等)中，已经显示，通过使用容易理解的方法和技术(在此都不需要详细的解释)，碳布层/表面/结构的维护和修理以及类似地注入环氧树脂/聚合物层/表面/结构的碳布的维护和修理能够相对容易、成本和时间高效、以及有效。

[0140] 当地平面(或层)应用/形成/安装在道路上时，地平面(除了底板之外)内的组分、物质或元素提供导电性，其应当优选地接近(理想上尽量接近)地平面的上表面。换言之，一旦地平面(除了底板之外)已被应用/形成/安装在道路上，在地平面的结构/层的垂直厚度内，提供导电性的组分、物质或元素应当优选地尽量接近顶部。这是因为提供导电性的组分、物质或元素越接近上表面，其将为天线结构的其他部分提供越好的屏蔽。当然，这也可能经常需要与提供导电性的组分、物质或元素被覆盖的需求平衡，以在车辆开过其时保护其免暴露于元素、损伤或磨损等。

[0141] 一般认为可能适合形成地平面(除了底板之外)的又一种方法为：使用一种可应用于道路的预制的“补丁”类型产品。这些可能在许多方面类似于例如南非公司AJ Broom Road Products(Pty)Ltd生产的道路修理/修改产品，并且被他们称为BRP道路补丁。于是，可能利用类似于BRP道路补丁的某物制造地平面(除了底板之外)；也就是说，可能利用预制产品建立地平面(除了底板之外)，该预制产品制造在纸(或一些其他适合的基板或基底材料)上并且沥青橡胶粘结剂(或一些其他相似的粘结剂)将沥青预涂覆集料保持在其上。由此生产的预制产品可以以薄片供应(即，预制片)，其尺寸被设计成适合预期应用(参见以上关于地平面的尺寸)。在将补丁安装在道路上以形成地平面的其他部分之前、之后或同时，可以潜在地安装底板61。

[0142] 仍参考如上所述利用类似预制补丁的产品形成地平面(除了底板之外)的可能性，还可以选择结合在沥青橡胶粘结剂中集料的微粒/颗粒/卵石尺寸以适配；例如，以便与补丁被应用到其上的道路中的集料的微粒/颗粒/卵石尺寸类似或匹配。所述补丁的整体颜色(包括或由于集料的颜色)可以被制作(或集料可以被混合)，以大体上与补丁被应用到其上的道路的颜色匹配，从而使得补丁在被应用时呈现为单纯是道路的一部分(即，与道路别无二致)。替代地，补丁可以被上色，或其可以具有标记(例如，边界或边缘标记)等，以使补丁清楚可见或容易在视觉上与道路的其他部分/区域区分。后者可用于以下情形：为了使车辆操作者/驾驶员在他们正要通过包含将检测和/或识别他们的车辆的天线的区域/位置时能够看到(且因此他们可以知道)，这是优选的或者由其存在这种要求——这对于隐私原因和/或为了符合法律执行和证据收集(用于提供以合法且无疑义方式等收集的证据)中使用的系统透明要求很重要。集料和组成集料的“微粒”也可以包括适当数量或比例的微粒，其颜色较浅或具有反射性，或者可能对于特别光谱范围(例如红外线光谱)中的光而特别具有反射性。这些较浅和/或具有反射性的微粒不必然意在单纯照亮补丁表面的整体颜色(取决于与集料结合的方式与比例，他们可能也有某种程度上的这一效果，虽然他们也可能没有)——反而，包括适当数量或比例的颜色较浅、或具有反射性、或在光谱的某些部分中(例如，尤其红外线)对辐射具有反射性的部分目的在于，帮助降低发热和热滞留，并且可能提供某些程度的辐射热反射。考虑到天线直接位于地平面以及其下方的道路材料的顶部上，降低地平面中(以及其下方的道路材料中)发热和热滞留可能常很重要的，以便于防止与天线相关联且与其一起定位的电子器件的可能发热或过热。

[0143] 类似以上所述的预制补丁可以任何适合的方式或利用任何适合的技术粘附到道路表面以形成地平面(除了底板之外)。通过示例的方式，这样的补丁可以使用阳离子乳剂或阴离子乳剂粘附。

[0144] 为了使类似以上描述的预制补丁具有充分的导电性，导电体或一些形式的导电组分或物质可以(与集料等一起)包含在结合于沥青橡胶粘结剂内的混合物中。替代地，铝合金或其他金属导电网可以合并其中(或作为补丁的部分)，从而使得所述导电的金属网(而非单纯是应用到道路上作为独立的网)应用到道路上作为补丁产品(或其内)的部分。作为另一替代方式，微粒或颗粒状铝(或其他金属)事实上可以被包括在集料内(即，作为其部分)，其在最初的补丁形成/制造中被涂覆在沥青中。由于包含在集料内并作为其部分的铝(或其他金属)，由此产生的补丁之后将潜在地具有必需的导电性。这还具有提供从其他来源回收使用废弃铝(或其他金属)的有用选择的益处。

[0145] 除了提供屏蔽，导电的地平面还可以有助于以下中的一个或多个：使天线发射的辐射集中进入期望方位区(其优选为椭圆形状或以下讨论的其他形状)；降低冒号(colon)内最大增益路径的仰角并使最大增益路径之下的辐射图案集中。

[0146] 以上已经解释了RFID读取器天线结构(其为RFID读取器结构的部件)的整体地平面。也已经解释了，除了地平面之外的读取器天线(以及读取器)的部件位于或安装在地平面的顶部上，尤其在底板61的顶部上。已经更进一步说明了，导电的地平面可能需要具有一定的最小尺寸，例如为了充分屏蔽天线结构。在只在(例如安装在道路中)给定位置使用单个天线(对应于单个RFID读取器)的情况下，天线结构将有其自己的相关联的地平面。然而，可能存在如下情况：在给定位置处使用多个RFID读取器天线。为了帮助对此进行想象，考虑图5。图5事实上显示了以下情况：在所描绘的位置处——在中央车道中间的道路表面上，只使用单个RFID读取器天线。然而，在其他情况下，可能使用多个天线，例如在穿过道路的直线中。例如，可能存在以下情况：在道路的各车道中央安装有天线，从而使得天线一起限定穿过道路的直线。在这种情况下，多个天线结构不必然需要每一个都具有它们自己唯一的、与任何其他天线的地平面分离的地平面。相反，可能由一些或所有天线潜在地(可能地)提供和共享单个导电区域，从而使得该单个区域作为两个或更多个独立天线的地平面操作。作为一种可能性，由所有天线结构共享的单个的部分导电区域(其中多个天线结构形成穿过道路的直线)可以被提供作为延伸穿过道路的所有车道(即，穿过道路总宽度)的宽条带。
这描绘于图1中。

[0147] 但应注意，在给定位置(例如，如刚刚讨论的)使用多个天线的情况中，每一个(或者其一个或多个)仍可以有其自己相关联的(即，唯一且不共享的)、与任何其他天线的地平面分离的地平面。这是可能发生的，假设如果一个车道中的读取器天线相比于邻近车道中的读取器天线会略微进一步沿道路被定位，从而使得仅仅垂直延伸穿过道路(即，像图1中所示)的部分导电条带不会围绕每个天线提供足够的覆盖。然而，从实践视角来看，与针对每个天线结构安装或建立分离的地平面相关联的时间、成本、努力等可能大于安装或建立由一些或全部天线共享且作为那些天线的地平面操作的单个较大的部分导电区域(例如，像以上提及的延伸穿过道路的宽条带)，所以对多个读取器天线提供共有/共享的地平面在有可能的情况下是期望的。另一可能的益处在于，这一的条带可以上色，或其可以具有标记(例如，沿车辆行驶方向在天线结构之前和之后延伸穿过道路的边缘标记)，或者其可以有不同的表面纹理或石头/微粒尺寸之类等，以使条带清楚可见(或可能当驾驶经过时可听到)，这(像以上所述)可以在以下情况中使用：车辆操作者需要在他们将要通过他们的车辆将被检测和/或识别的区域/位置时能够看到(或至少在这发生时知道或警觉到)。而且，像以上所述，条带可以结合较浅上色或反射性微粒以帮助最小化发热和热滞留等。

[0148] 再回到考虑一般RFID读取器天线结构，如已经解释的，这还包括盖组件(盖)64。盖具有平面形状(即，从上方以正投影所观看时的形状)，其第一尺寸(L1)小于其垂直于第一尺寸(L1)的第二尺寸(L2)(即，L1⊥L2且L1事实上，可以想象，所描绘的天线的实施例可以利用920MHz的操作频率在实践中实施，
920MHz的操作频率意味着大约λ＝0.326m的波长。这意味着如果Lalong＝137mm(这是当前被认为对于920MHz的操作频率而言最为期望的(且这被为是最期望的操作频率))，那么x＝-
0.026或约19％。其中Lalong＝137mm，Lacross可以是从约40mm到约110mm的范围内的任何值。但在另一示例中，对于1GHz的操作频率(这意味着λ＝0.3m)，这意味着如果Lalong＝180mm，那么x＝0.03或约16％。其中Lalong＝180mm，Lacross可以是从约54mm到约135mm的范围内的任何值。
对于盖的给定长度(即，Lalong，其通过参考操作频率而确定)，盖的宽度(即，Lacross)可以变化或调整以调谐天线或调整辐射图案的形状，如以下所讨论的。

[0149] 盖64由导电薄板(且优选地由相当坚硬且有弹性的材料)制成，典型地为金属(但其他非金属导电材料也是潜在可能的)。一般认为，一系列的导电金属潜在地适合，包括银、铝、铜以及因它们的导电性而已知的其他金属。然而，虽然使用例如因它们的导电性而已知的金属(及其合金)是相当可能的，一般认为，事实上期望盖64由因其强度、但还具有高(或者充分高的)导电性而更加公知的金属制成，像例如钢或钛。钢或钛(或可能具有与这些大体相似性质的其他金属或合金)被认为潜在地相当适合的原因在于：不仅因为它们足够导电，而且它们也坚固和具有高弹性(即，如果变形，当然假设变形力不会引起材料到达或者超过其弹性变形或屈服应力极限，它们“回弹”)。这些金属(即，钢、钛等)也有高抗疲劳性，这意味着重复的弹性变形应该不会很快引起金属疲劳(即弱化)。这些性质(即，强度、弹性和抗疲劳性)被认为潜在重要的原因在于：因为在使用天线的道路应用中，天线将频繁地被车辆(包括大且重的车辆，例如卡车)跑过，而且这将因此引起天线的各种部件(包括盖46，即使盖64被容纳和保护在罩62内)的一些(即使相当小的)变形，包括盖64。

[0150] 盖64在L1(或Lacross)以及L2(或Lalong)尺寸方面的大小在以上已经讨论。在厚度方面，如以上也提及到的，盖64是(或一般将是)大体薄板。然而，盖64实际的厚度不是关键的。事实上，如其他某处已提及的，盖64不是天线的辐射组件。因此，盖64的厚度很可能(例如，取决于使用的材料)改变或变化，而不影响天线的无线/信号发射性质/功能/操作。虽然如此，取决于形成其的材料(尤其强度、弹性等性质)，盖64将典型地具有从少于1毫米到高达几毫米的范围的厚度。然而，如已经所述的，意在暗示不限制盖64的真实厚度。因为盖64一般将相当薄，可能认为其会非常容易弯曲/变形超过材料的屈服应力。然而，如以下将解释的，盖64由支撑件66在下方支撑(还被保护在罩62下方)，这防止了盖64(塑性)变形超过材料的屈服应力。

[0151] 如图13中最清楚显示的，存在与盖64相关联(并连接)的导电馈源接脚67。如本领域技术人员将理解的，馈源接脚67向盖64输送电流。然而，非常重要的是应理解，在这一实施例中(以及一般在本发明中)的天线不是补丁天线(或类似的东西)。因此，虽然馈源接脚67向盖64输送电流，但不是盖64去辐射天线发射的能量。反而，如其他处已解释的，一般认为谐振的是盖两侧上的空腔的开放侧面，即在地平面(底板61)和盖64的边缘之间沿盖的长边(L2)延伸。因此一般认为，盖64和底板61之间这些长边间隙形成了虚拟空腔谐振器，而且其因此辐射由天线发射的能量。

[0152] 在附图中所示的特定实施例中，馈源接脚67在如下位置处(从下侧)连接至盖64：该位置在矩形盖的短端部之间的恰好一半(即，沿着盖64的L2尺寸的一半)，并且还在矩形盖的长侧边之间恰好一半(即，穿过盖64的L1尺寸的一半)。盖64和天线通常因此在所示的特定实施例中为“集中馈电”或“中心馈电”。

[0153] 如图11和图12中所示，尤其当RFID读取器天线结构组装好时，盖64安装在相对上方，但平行于底板61，并在这一位置由四个支柱63支撑。支柱63是导电的且它们因此用来将导电底板61(并且因此地平面)导电地连接至导电盖64。在制成支柱63的材料方面，材料一般考虑采用如以上关于盖64所讨论的，并且可以潜在地使用相同的材料(虽然一般清楚了解，用于支柱63的材料不必然需要与用于盖64的材料相同)。针对矩形盖64的每个拐角(且在其下方)提供有一个支柱63。每个支柱63事实上由三个子支柱构成，如从图13可以最清楚地理解的。在每个支柱63的情况中，构成支柱的三个子支柱被设置成：

[0154] -子支柱中的一个恰好在拐角中，即形成拐角子支柱；

[0155] -第二子支柱沿L1方向在拐角子支柱内侧上紧接着邻近(即，非常接近，即使不直接接触)拐角子支柱；以及

[0156] -第三子支柱沿L2方向在拐角子支柱内侧上紧接着邻近(即，非常接近，即使不直接接触)拐角子支柱。

[0157] 由此，在每个支柱63上，三个子支柱一起限定拐角(具体地为直角拐角)，并且这些拐角帮助准确且牢固地定位支撑件66，支撑件66是矩形棱柱并其尺寸在L1和L2方向上被设计成恰好适配(即紧密适配)在支柱63之间，从而使得矩形支撑件66的拐角插入支柱63限定的拐角。将在以下更进一步讨论支撑件66。

[0158] 如将理解的，简单而言，正是支柱63的高度限定地平面(底板61)与盖64之间垂直分隔部的尺寸。支柱63的高度因此在限定(并且调整它们的高度能够用于通过改变来调谐天线)盖组件64和地平面(底板61)之间的间隙垂直尺寸(都沿着盖组件的长侧边和短侧边)的大小中扮演相当重要的角色。然而，也应记住，至少在这一特定实施例中，底板61具有凹陷部分65，并且支柱63位于此凹陷部分65内。事实上，支柱位于非常轻微抬起的平台上，平台本身形成在凹陷部分65的基底中。由此，支柱63在底板61的上表面和盖64的下侧之间延伸，支柱63在底板61的上表面连接至底板61，底板61的上表面在凹陷部分65内、轻微抬起的平台部分上。因此，可能正确说来，在这一实施例中，支柱63的垂直高度连同底板61中凹陷65的深度(以及抬起的平台高度)限定了长侧边(及短侧边)间隙的“有效”垂直尺寸/大小，该间隙即盖64在基板61的上表面和围绕凹陷部分65的基板部分之间的长侧边和短侧边上的间隙。

[0159] 实际上，一般事实上认为，底板61中的凹陷65不但提供罩62的结构外部支撑，还对天线的辐射性质有一些影响。尤其，一般认为凹陷65的深度(且更具体地，凹陷65的短垂直周边壁的顺向高度)可以影响天线的辐射有多少集中在最大增益路径(全部在方位面中围绕天线)的仰角角度下方。由于先前已解释的原因，将天线的辐射较低向下地集中(包括在最大增益路径的仰角角度下方)是有利的。一般认为，如果凹部的深度更大(更深)，从而使得凹部的周边壁的高度更大(更高)，这可以具有使更多天线辐射集中在最大增益路径的仰角角度下方的效果。相反地，如果凹部的深度比较小(较浅)，从而使得凹部的周边壁的高度更小(更低)，一般认为这可以具有引起较少天线辐射集中在最大增益路径的仰角角度下方的效果。作为又一可能的替代方式，代替使底板61中凹陷65的深度更深以增加凹部的周边壁的高度并因此使更多天线的辐射图案更低向下地集中在最大增益路径下方(或者可能除此之外)，反而(或者还)可能将一个或多个另外的组件或导电元件结合到天线结构中，一个或多个另外的组件或导电元件充当“壁延伸部”(即，凹陷65的周边壁的高度延伸部)。单个这样的组件或元件可以是例如形成“环”的窄条带的金属(或导电材料)，其被放置于紧接在凹陷65的周边壁上方的底板61上，且以凹陷65的周边壁的形状延伸围绕并且紧接在其上方，从而使得这一环的内表面有效形成凹陷65本身的周边壁的延伸部(即，其增加了周边壁的有效高度)。替代地，因为为短端部间隙(即，在盖的短端部边缘下方)处(或其下方)的凹部周边壁的那些部分提供高度延伸部可能不必要或重要，原因在于短端部间隙是不辐射的，因此可能提供假设一对窄条带的金属(或导电材料)，其被放置于紧接在长侧边间隙(即，在盖的长侧边边缘下方)处(或其下方)的凹部周边壁的那些部分上方的底板61上，并且其沿着凹陷65的周边壁的长边缘长度延伸并紧接在其上方，从而使得这些条带的内表面有效形成凹陷65的周边壁的长边缘长度的延伸部(即，它们增加了长边缘长度的有效高度)。这种组件或元件可以被提供作为天线结构的独立的、另外的组件，或者替代地，它/它们可以结合到其他组件中的一个中，例如通过结合到罩62中，从而使得组件在罩62被安装好时相对于凹陷65的周边壁精确定位。无论如何，提供这样的组件/元件(或类似的某物)可以有助于有效增加凹陷65的周边壁(的相关部分)的高度，而不必然增加凹陷65本身的实际深度(或者不是通过使壁(的部分)的高度尽量多地有效增加)，并且由此帮助引起更多天线辐射集中在最大增益路径下方仰角角度处。

[0160] 然而，还应当认可，通过引入另外的组件/元件而使凹陷65的深度能够增加(即更深)或有效增加到的程度可能受限制，这是由于天线结构以及其组件非常有限的整体高度，就这一点而言可能事实上只允许有限的可变性/调整。而且，还应当记住的是，因为一般认为是长侧边间隙谐振，并且因为一般认为是这些的谐振性质不仅由盖的L2尺寸的长度(或是在L2尺寸上支柱63之间的距离)、还至少部分地由地平面(底板61)和盖64(如上所讨论的实质上限定长侧边间隙的有效高度)之间的垂直分隔部确定。因此，因为还一般认为长侧边间隙的高度在确定(和提供)天线的谐振性质中很重要，可以进一步限制影响该高度(即，长侧边间隙的高度或有效高度)的改变的程度，这是由于需要或期望不要过度阻碍或损害用于天线调谐的这些谐振性质。

[0161] 四个支柱63的每一个上，在三个子支柱的每个的顶部上存在小的圆形棘爪或凸耳。而且，在盖64的每个拐角中，存在三个孔，它们全部的直径都对应于子支柱顶部上的凸耳的直径，并且盖64的每个拐角中的三个孔以对应于各相应支柱63上子支柱顶部上的凸耳设置的设置来形成。因此，当盖放置在支柱63的顶部上时，每个支柱顶部上的凸耳插入盖的相应拐角中的孔，由此相对于支柱63(并相对于底板61中的凹陷65等)准确地定位盖64。应注意，盖的拐角(其中支柱连接到其上)是盖中接地电位(或零位)的位置，而且支柱连接在接地电位或零位的位置处是有重要意义的。

[0162] 天线支柱63(或它们中的一个或多个，或者一个或多个天线支柱63的一个或多个子支柱)可以沿着其长度是中空的。例如，可能存在轴向延伸通过(或是每个)相关子支柱的通孔。延伸通过一个或多个子支柱的这一中空内部可以为电缆、电线等提供一个或多个导管，以从底板61下方(或者另外在地平面下方)延伸并连接至可能定位在假设某一空间中的任何电子部件和/或设备，该空间可以被提供在盖64上方、但在保护罩62下侧的下方。可能还提供或者替代地提供用于其他电子部件和/或设备的空间，假设该空间邻近但恰好在盖64的一端或两端上的短侧边间隙外侧或超过该短侧边间隙，但当覆盖安装好时其仍在罩62的界限内。或者实际上，电子部件和/或设备也可能位于一系列其他位置，制药这实质上不干扰主要天线的辐射性质。这些电子部件和/或设备可以包括与RFID读取器相关联的任何电子器件(例如像调制解调器或滤波器或放大器等)、或者通信设备(例如附属Wi-Fi或蓝牙天线等)、或者如本文其他位置讨论的照明组件。

[0163] 上述提及了RFID读取器天线结构包括支撑件66。还解释了这种支撑件的大小被设计以紧密适配在各个支柱63限定的拐角之间。当天线结构组装好时，支撑件66在盖下方，并且支撑件66连同支柱63帮助为盖64提供结构支撑。因为支撑件66定位在盖64下方，在盖64安装在支柱63顶部上之前，支撑件66当然一定安装在底板61上支柱63之间。事实上，当天线结构组装好时，在首先已经将底板61安装在道路上且已经将支柱63安装在底板61上之后，之后能够将支撑件66插入至支柱63之间，如以上讨论的。支撑件66在垂直尺寸中的厚度使得支撑件66填充(在垂直方向上)盖64的下侧和底板61(在凹陷65内稍微抬起的平台)的上表面之间的空间。

[0164] 因此，如上所提及的，支柱63和支撑件66一起帮助为安装在地平面上方并与之平行的盖64在其位置上提供结构支撑。如上所提及的，支柱63将典型以金属制成，并且它们因此在盖64的四个拐角的每一个下方提供完全脊状的支撑。支撑件66填充由支柱63限定的拐角内并且在底板61和盖64的下侧之间的整个空间，且因此接触底板61和盖64的下侧，其可以由大范围的不同材料制成。支撑件66不是天线的导电或辐射组件，并且其因此应当大致不导电(或至少在天线操作的频率上大致不导电)。优选地，支撑件应当以具有适当介电性质(优选地，具有低介电常量，在整体材料上具有一致的介电性质)的材料制成。而且，为了帮助支撑上方的盖64，且具体地为了帮助从四个(刚性/坚硬)的拐角支柱向内支撑盖64的内部部分，以防向下变形(当从上方施加大负载时可能发生，像在车辆跑过天线等时)，支撑件66应以某种固体材料制成。然而，支撑件66不必然需要是高度刚性的材料(即，不必然像形成保护罩62的坚固材料或类似材料那样)。反而，支撑件66可(且的确可能期望它)以固体且具有合理程度的弹性或“伸展性”的材料制成。这种材料的可能示例包括像泡沫聚苯乙烯等的闭孔泡沫、或者以类似细胞(或蜂巢)的构造形成的纸或硬纸板、或者的确可能一系列的围绕物品、消费电器等在运送时进行包装中常用作衬垫的种类的其他材料。能够理解，诸如这种固体但也有合理程度的伸展性或变形性的材料适合(或甚至期望)的原因在于首先要记得盖64是相当坚硬的(典型地是金属)板。盖64也直接位于支撑件66顶部上，并且盖64的下侧接触支撑件66的整个(或其大部分)上表面。因此，当垂直向下的负载施加至天线结构时，并且如果负载足够大以引起保护罩62还有下方的盖64(以及位于罩62的下侧和盖64的上表面之间的任何物体)的变形，那么如果这一负载引起盖64向下变形或弯曲，即使负载(在通过或被罩62传送等之后)变成仅施加至(由坚硬支柱63支撑的拐角之间)盖64中间的较小/局部化区域，盖64本身相当坚硬的事实将帮助使局部化负载分散且由下方支撑件66的大得多的地区来负荷。这将进而使支撑件66的更大地区变得压缩，且压缩也以如下方式在支撑件66的材料中展开：使在盖64下方的支撑件66的甚至更大比例(即使不是全部)帮助承担负载(即使负载以相当局部化的负载被施加，其中负载被传送至盖64上)。

[0165] 以上提及了，可能实际上支撑件66优选地由固体但也具有合理程度的弹性或“伸展性”的材料制成。这相对于假设高度刚性材料优选的原因在于：因为高度刚性材料(一般就它们的本性而言)具有较少弹性(即，具有较少柔性或较不能变形)。许多甚至易碎或易断裂。结果，如果高度刚性材料要用于支撑件66，这可能潜在地易破裂或可能随时间疲乏断裂。因此，虽然没有暗示对可能用于支撑件66的材料的任何限制，一般考虑通常优选的材料具有一定程度的弹性或伸展性，而不是非常高度刚性的，因为这可能事实上在盖64下方提供支撑时表现的更好。

[0166] 如以上所提及的，保护罩62采用以例如聚碳酸酯等坚固/结构(并且透明或半透明)材料制成的透明、大体平坦且矩形“圆顶”形式，其安装在盖64顶部上，并且因此在位于盖64下方的支撑件66、支柱63等上方。保护罩或“圆顶”62不仅提供结构保护功能，其事实上还起到雷达天线罩(radome)的功能。(根据维基百科：“雷达天线罩”(是雷达和圆顶的混成词)是结构的、不受气候影响的外壳，其保护(例如，雷达)天线)。雷达天线罩以最低限度衰减天线发射或接收的电磁信号的材料构成。然而，除此之外更进一步地，保护罩62也可以(与地平面一起)用于降低天线的辐射图案(即，降低最大增益路径的仰角角度，并且引导大量辐射(即，集中辐射)至最大增益路径和地平面之间、最大增益路径下方的区域)。

[0167] 附带地，天线的辐射图案仰角上的最大增益路径、以及在最大增益路径上方和下方的辐射分布被长侧边间隙的高度显著影响(这已经在先前解释了)，并且其还被在比例上比盖组件大得多的地平面显著影响。然而，除此之外更进一步地，罩62的长侧边缘的材料厚度和迎角角度(即，斜坡角度)、以及制成罩62的材料的介电值可以(一般认为)更进一步实现最大增益路径的仰角角度以及在最大增益路径上方及下方的辐射分布。因此，这些性质(即罩62的长侧边缘的斜坡角度、罩沿着这些长侧边的材料厚度、以及制成罩的材料的介电值)是更进一步的性质，其能够潜在地被改变或更改，以调谐天线或改变其辐射图案。然而，再一次地，可能的改变或变型的可能的程度可以通常被其他考虑限制。例如，对罩62的长侧边缘的迎角角度(即，斜坡角度)进行改变或作出调整的能力可能受到维持为可能接触罩62并且在其上滚过的车轮提供充足安全性的斜坡角度的需要的显著影响，并且这也可能受到可适用的道路安全规则等条款的影响。

[0168] 为了安装在其他组件上方，保护圆顶62具有在其下侧中形成的大体矩形的棱柱状开口。圆顶62下侧中的这一开口本身在图13中最清楚地可见。当圆顶安装在其上时，RFID读取器天线的其他组件被接受在圆顶62下侧中的这一开口中的方式清楚地显示在图11、图12、和图14中。由此，当圆顶62被安装在其他组件上时，圆顶62的外周边部分(即围绕它们和它们之间的那些周边部分限定圆顶62下侧中的开口)向下延伸并覆盖其他组件的顶部和侧面。实际上，圆顶以如下方式被安装而接触底板61：其形成防止湿气、灰尘或其他污染进入其内的密封，其中其他组件被容纳在其中。可使用适当的密封剂或粘合剂以在圆顶62的周边下侧和底板之间形成这种密封。

[0169] 以上已经解释了圆顶62的外部周边基底部分由底板61中的凹陷65的垂直侧边支撑的方式。

[0170] 在这一特定实施例中RFID读取器天线设计的一个重要方面在于，当RFID读取器天线完全组装好时(即，当圆顶62已经最后安装以在其他组装的组件上方形成保护罩时)，所得结构的总计“真实”高度小于25mm，优选地约20mm。就这一方面而言，“真实”高度意味着紧接着围绕圆顶62(即在其外侧上)的区域中底板61的上表面与圆顶62的顶部表面之间的垂直距离。通过示例的方式，如果组装的天线结构的“真实”高度是20mm，圆顶62的实际高度可能比其大几毫米，然而应注意，像天线结构的其他部分那样，圆顶62被接收到底板中央的凹陷部分65中，所以即使圆顶62的垂直高度稍微大于20mm(可能在21-23mm)，但整体天线结构的“真实”高度(其为从车辆接近它的视角点来看将呈现出的高度)将仍然只是20mm。

[0171] 将整体RFID读取器天线结构的高度限制到小于25mm(优选地为20mm)是很重要的，因为如上所讨论的，负责批准在公共道路上或其附近安装和/或使用任何形式的设备(或任何种类的物体)的政府和管理当局通常非常保守，并且因此高度谨慎地允许安装和/或使用先前在公共道路上尚未使用过的新类型或形式的设备，尤其如果新设备的形式(即，大小和/或形状和/或一般配置或外观等)是不熟悉的、非传统的或不同于先前已经被批准使用的类型或形式的设备。然而，就这一方面而言，在大部分的国家/管辖范围下，负责批准在道路上安装和使用设备的管理当局已经准许安装和使用传统的逆向反射(“猫眼”)道路标志，像图9和图10中描绘的那样，并且这些的确极为广泛地使用。重要的是，这些传统的逆向反射道路标志的高度典型地为约25mm。由此，当前描述的RFID读取器天线结构将具有不大于(或可能小于)广泛批准使用、普遍接受和使用的传统的逆向反射道路标志的高度。

[0172] 应注意，在平行于车辆沿着道路行驶的方向的方向上，保护罩/圆顶62的总长度通常大大长于(典型地几倍长于)像图9和图10中所示的传统逆向反射(“猫眼”)道路标志在这一方向上的典型长度。然而，在垂直于车辆沿着道路行驶的方向的方向上(即，穿过道路的方向)，保护罩/圆顶62的总宽度将大约与传统的逆向反射(“猫眼”)道路标志的宽度相同(或可能比其更小)。而且重要的是，从迎面而来的车辆(或车辆的驾驶者)的视角点来看，是道路上物体的宽度(即，穿过道路的方向上的尺寸)以及高度决定了该物体的外观尺寸(即，是道路上物体的宽度和高度主要决定了从迎面而来的车辆的视角点来看物体呈现得有多大)。在为迎面而来的车辆的驾驶者提供鉴别他们在道路上正接近的物体的大小方面，物体在平行于车辆行驶方向的方向上的长度一般不太重要，并且实际上考虑到在驾驶者从远离物体一段距离观看物体时所涉及的观看角度，驾驶者可能甚至不能充分鉴别物体在平行于车辆行驶方向的方向上有多长。因此，即使本实施例中决定了从迎面而来的车辆的视角点来看的其明显大小的天线结构的保护罩/圆顶62比传统的逆向反射道路标志长，但这对将基于物体宽度和高度来理解物体(罩62)的大小的驾驶者而言并不太重要(且可能甚至不会被注意到)，并且由此其(罩62)将在大小和形状上显得实质上与传统逆向反射道路标(他们完全习惯于在其上方观看和驾驶)没什么区别或者没有区别。

[0173] 换句话说，在当前描述的实施例中，RFID读取器天线结构被安装从而使得矩形RFID读取器天线结构的短边缘中的一个(即，与盖的L1尺寸平行的边缘中的一个)沿着/逆着/顺着道路指向。因此，根据接近RFID读取器结构的车辆(及其驾驶者)的视角点，车辆(及其驾驶者)会“看到”的是短边缘(以及尤其是罩62的短边缘)。由于以上讨论的理由，即使对于盖64的给定长度(L2，其根据天线操作频率而确定)，天线仍然可以(L1)变化。然而，可以预期，盖64的宽度(L1)会通常小于100mm，且通常小于90mm(期望典型的是大约75mm至80mm的宽度)。如从图12和图13可见的，平行于盖的L1的罩/圆顶62的宽度将略微大于盖的L1尺寸。这是因为圆顶62在L1方向上在两侧都延伸超过且悬伸出盖64(实际上圆顶62在各个侧面都悬伸出盖)。然而，如果假设盖64的宽度是80mm且圆顶62在L1尺寸上在任一侧延伸超过其
20mm，这意味着接近车辆(即，从其视角点)“所见”的RFID读取器天线结构的整体宽度将为大约120mm。这再一次与广泛批准使用、普遍被接受和使用的传统逆向反射道路标志的宽度大体相同。

[0174] 当接近时车辆“看到”的结构的边缘(即，罩62的向前面向边缘)是直线边缘(即，从迎面而来的车辆的视角点来看，这一边缘以直线延伸穿过道路)也很重要。这重要是因为：这事实上非常不同于例如以上专利申请‘994中之前提出的替代RFID读取器天线，其是具有整体圆形平面形状的RFID读取器天线结构。结果，在专利申请‘994中之前提出的RFID读取器天线结构的情况下，当沿着道路接近时车辆会“看到”的结构的边缘是弯曲的，而非直线边缘。而且实际上，在专利申请‘994之前提出的RFID读取器天线结构的情况下，当驾驶过天线结构时，车辆的车轮/轮胎会首先在撞击/接触的结构边缘也(自然地)是弯曲的而非直线的边缘。对于车辆(例如小汽车、卡车等)而言，这不会被认为是重大的问题。然而，一般至少认为这可能对诸如摩托车、脚踏车等的车辆造成困难，由此会察觉到如下危险：如果车辆的前轮将要以微小角度撞击弯曲边缘(即，以除了完全“直接在”边缘上的角度)，这可能引起车辆前轮被撞离路线，因而潜在地导致意外和伤害。然而，在当前所描述的实施例中的天线结构中，这一问题得以解决或讨论，因为当接近时车辆“看到”的结构边缘(即，罩62的向前面向边缘)是直接穿过道路延伸的完全笔直的边缘，并且所以再一次，应当认为，与普遍被接受和被使用(且被视作不造成不能接受的风险)的类型的传统逆向反射道路标志相比，本实施例中的天线结构在道路上不再产生危险。

[0175] 而且，从图11、图12、图13、和图14中可以看出，圆顶62的侧边(虽然沿它们的长度是笔直的)不仅仅是笔直、垂直的侧边。反而，圆顶62的侧边中的每一个上至少存在上部部分(且这典型地延伸超过圆顶的一半高度)，其向内且向上成斜坡。一般情况应是，圆顶62延伸出且悬伸出天线的其他组件的量足够允许这些斜坡部分具有相对于底板/地平面/道路的平面约45°或更少的坡度。这(与限制到25mm或更小的高度一起)可以帮助允许小汽车和其他道路行走车辆的车轮滚过所述设备，而不会过度颠簸或冲击。而且再次，圆顶62侧边上的上部部分的斜坡角度相似于传统的逆向反射道路标志上普遍被接受和使用(且被视为不造成不可接受的风险)的斜坡角度。而且如上所提及的，除了帮助小汽车和其他车辆的车轮滚过设备而不会过度颠簸或冲击之外，保护罩62的尤其长侧边边缘的斜坡部分的迎角角度(即，斜坡角度)、和沿长侧边的材料厚度以及制成罩62的材料的介电值可以实现天线的辐射图案中最大增益路径的标高角度以及最大增益路径上方和下方的辐射分布。

[0176] 应注意，虽然建议聚碳酸酯或缩醛等可以是特别适合在制造保护罩/圆顶62中使用的材料，就这一点而言并非暗示绝对的限制。实际上，潜在地存在也可以使用的一系列其它结构坚固且介电适合的材料，而且这些中任一种的确可以被使用。

[0177] 在不限制前述的情况下，已经提及了为什么选择聚碳酸酯作为制成保护罩(圆顶)62的一种可能的材料的理由，这是由于这一材料的强度(并且还有其在其他基本退化上的耐久性、硬度、UV抗性)、以及由此其能够因此为盖64以及由其覆盖的天线的其它组件的保护。然而，使用聚碳酸酯可以有额外的好处：这一材料可以制成透明或半透明或至少略微允许光穿透的。这可能有益的原因在于：因为(包括可以提供在RFID读取器内或作为其部分的其他电子部件或组件之中)可以有包含灯、LED或类似物的一个或多个组件，其在照明时从RFID读取器外侧可见，并且甚至从距离RFID读取器一段距离(尤其晚上或低亮度条件下)也可见。这些灯或LED(或的确其他电子组件)可以容纳在小的空间中，该空间可以(有时)保留在盖64的上表面和圆顶62的下侧之间，或它们被安装在形成于圆顶上一个或多个周边部分中的凹洞或开口内，即水平上从已经描述的其他天线组件出来。在任何情况下，可以使用这样的光或LED，例如以提供关于RFID读取器或独立部件的目前操作状态或其功能的指示。例如，作为一个简单示例，可以提供红色灯/LED，其在存在与RFID读取器的操作相关联的错误或故障或警告(即，有组件故障、或电力供应故障或中断、或电池或备用电池“几乎为空”等)的情况下“打开”。然而，可以包含在RFID读取器内(但从其外可见)的这样的灯、LED或类似物也可以用于一系列的其他目的。例如，因为在这些应用中的RFID读取器被定位在道路表面上(即车辆在其上行驶且车辆驾驶者密切关注的表面上)，RFID读取器中的LED或灯也可以被使用以向车辆提供各种形式的信号。例如红色或绿色灯可以用于指示车道对车辆行驶开放或关闭，或用于指示车道中允许的行驶方向(例如在实施促进车辆在给定车道内以不同方向于一天中不同时段行驶的“潮水式行车”交通管理的地方，这最后可能对于帮助适应在一天中不同时段沿一个方向或其他的大量的交通流量有用)。也可以存在其他可能用途，例如，可以使用闪光灯向道路使用者提供进一步顺着道路即将来临的事件或危险的警告。
或者，可以提供红色、黄色和绿色信号在恰好位于与交通信号灯的交叉口前的RFID读取器内，并且RFID读取器内的红色、黄色和绿色灯可以即刻/同步以及相应地随着交通信号灯的信号中的变化改变。RFID读取器内的任何灯或LED的照明或放射的光信号对照相机或其他成像装置也可以是“可见的”并且可检测的，例如位于道路侧边并用于执法或交通管理目的的那些。将理解，对于可以提供在RFID读取器内或作为其部分的灯、LED或类似物在以上提及的可能用途只是示例，且可能对此有许多其他用途或应用。

[0178] 在罩62反而以像例如不必然透明或半透明的缩醛支撑的情况下，可以在罩62内提供光导，以仍然允许LED等以与以上描述的类似方式使用。

[0179] 现在应注意，图14是包含所提出的天线以及在图11、图12、和图13中未显示的其它RFID读取器设备的RFID读取器的视图。还应从一开始就注意，图14描绘了一种情况，其中RFID读取器的至少一些部分和其他相关联的设备位于道路表面的水平处或其之下，而其它部分(尤其以上已详细描述的与天线相关联的部件)位于道路表面的水平上或其之上。并且将容易理解的是，图14是侧面剖面图，且因此可以看见位于道路表面水平之上及之下的RFID读取器的部件以及其它相关联的设备。图14中所示的RFID读取器的特定部件和电子器件将不在本文详细讨论；然而这些实质上与在更早专利申请‘994中所描述的RFID读取器相关联的部件和电子器件相同(或至少相似)。

[0180] 虽然图14描绘了与RFID读取器相关联的部件和电子器件中的至少一些(并且在该情况下为大部分)埋置在道路的水平之下、天线下方，应清楚地理解，关于各种部件和电子器件以及它们如何和在哪里安装并没有任何暗示的限制。因此，与RFID读取器相关联的部件和电子器件不必然需要埋置在读取器天线之下。实际上，在其它实施例中，与RFID读取器相关联的电子器件反而可以定位在(假设)道路侧边，并通过电线或电缆连接至定位于道路(或者车道)中间的天线，该电线或电缆被安装到小的狭槽或通道中，该狭槽或通道在最初切入道路中并且之后在电缆已经安装好之后被覆盖。

[0181] 本文其他地方讨论了RFID读取器，并且这包括结合当前提出的天线结构的读取器，其可以用于提供不仅“双向”数据交换还有“单向”(或类似RADAR)数据交换。其他地方更进一步解释了尤其“单向”数据交换，其可以用于车辆检测的目。当前提出的RFID读取器可以对此加以利用，尤其因为双向通信需要的功率量可能比单向通信大得多。因此，使用“单向”数据交换实现的车辆检测能够被使用，例如以帮助通过使RFID读取器能够在低功率单向通信模式中正常操作来最小化功率消耗，并且之后只有在车辆事实上被单向数据交换检测到出现时、并且因此只有在实际/真实车辆识别的需要被要求时转换到较高功率双向通信模式(通过打开对此有需要的RF通信设备)。(RFID读取器设备内工作周期优选地使得双向数据交换需要的高功率RF通信设备能够在数毫秒内打开，所以即使车辆仅在离天线假设6m时被检测到，打开高功率RF设备的时间延迟不会妨碍经由RFID(“双向”数据”交换)的适当车辆识别，尤其如果车辆以正常道路速度移动)。除了节省功率之外，仅在必要时使用双向通信需要的较高功率电位还显著地大大帮助降低了RFID读取器中的发热及过热风险。

[0182] 在为天线(以及结合在RFID读取器中或与RFID读取器相关联的其他电子组件)提供功率方面，这可以用任何方式完成。例如，使用电磁感应圈，或者直接连接一个或多个电流(功率)运载线缆至RFID读取器结构。这样的电流(功率)运载线缆可以被安装在道路中形成的浅槽或沟槽中(例如，切入/掘入道路中且之后在铺设线缆后覆盖)。

[0183] 此外，RFID读取器和与RFID读取器分离或在RFID读取器的外部的其他计算机或设备之间的通信和数据传送可以实现，而且再次，这可以任何适合的方式完成。由于崎岖环境和“道路上”应用中安装的永久(或至少半永久)性质，仅仅连接电缆(像以太网电缆或类似物)可能经常不适于实现数据传送。然而，可以使用其他传统无线通信方法(例如，WiFi、蓝牙等)，或如果RFID读取器以电力电缆提供功率，那么也可以使用传统的“功率上数据”方法用以通信。在使用无线通信方法的情况下(例如Wi-Fi或蓝牙)，可能需要额外的天线支持这一方法。这样的天线可以被包含到RFID读取器的拱顶内的某处。

[0184] 现转向图16和图17，这些提供了根据本发明的实施例的天线产生的辐射图案的“形状”的图解表示图。应注意，图16和图17中表示的辐射图案是使用数学模型产生的；然而，根据类似于图11至图15中描绘的实施例的从实际原型天线取得的实际测量值来看，确认了根据本发明的实施例的数学模型表示实际(真实世界)天线的精确性。

[0185] 首先参考图16(i)，这是在对一个特定天线进行数学建模中使用的节点的几何形状的图示(即，“线框”可视化图像)，并且图16(ii)-(vii)中的辐射图案表示是从这一特定数学模拟产生的。应注意，图16(i)中事实上没有显示以图示表示天线的地平面的内容；然而这不是要建议在数学模型中不表示地平面。在任何情况下，从图16(i)将容易地理解，数学模型中节点的几何形状(如“线框”可视化图像所表示的)如何对应于被模拟的特定天线中分别在四个拐角处支撑在支柱63上的矩形(L1×L2)盖组件64的几何形状。

[0186] 在图16的其余部分中：

[0187] -图16(ii)和图16(iii)是模拟天线的辐射图案的图形表示的平面图(即，直接从上方“自上而下”的视图)，并且如果这些视图中模拟的天线被认为定位于车道中央的道路表面上，车道上车辆行驶的方向将是水平地从右到左(或从左到右)；

[0188] -图16(iv)和图16(v)是模拟天线的辐射图案的图形表示的端点视图，即，就像在车辆行驶的方向上在沿着/顺着道路的方向上看天线的辐射图案；以及

[0189] -图16(vi)和图16(vii)是模拟天线的辐射图案的图形表示的侧面视图，即，就像在垂直于车辆行驶方向的穿过道路的方向上看天线的辐射图案。

[0190] 如图16中的各种视图示出的，模拟天线的辐射图案具有与顺着/沿着道路相比更进一步穿过道路(或者在与车辆在道路上行驶的方向垂直的方向上更多)延伸的形状。换言之，与沿着道路相比，天线横向穿过道路放射更多能量或更大能量密度。并且如以上背景技术章节中所解释的，这可能有的效果是，作为车辆的RFID标签天线辐射图案和RFID读取器天线辐射图案(其辐射图案被描绘在这些视图中)的几何形状的结果，并且作为两者间交互作用的结果，有效读取区应例如覆盖车道的全宽度(如图7(ii)中所示)，而不论(再次，如上讨论的)车辆的标签天线的辐射的任何增加的方向性。

[0191] 现转向图17(i)，类似于图16(i)，这是在对一个特定天线进行数学建模中使用的节点的几何形状的图示(即，“线框”可视化图像)，并且图17(ii)-(iii)中的辐射图案表示是从这一特定数学模拟产生的。然而，关于图17(i)应注意的一个非常重要的事情在于，所表示的节点的实际几何形状与图16(i)中表示的几何形状不同。更具体地，在图17(i)中，模拟盖组件64所利用的形状/几何形状(如其矩形形状的长：宽(即，L1：L2)的比所限定的)与图16(i)中模拟盖组件64所利用的形状/几何形状不同。由此，图17(i)在其中显示了模拟的特定天线，并且其辐射表示在另一视图中，图17具有与图16中模拟和表示的天线不同的几何形状，而且这就是为什么描绘于图17(ii)-(iii)的辐射图案的形状不同于描绘于图16(ii)-(iii)的辐射图案的形状。而且实际上，图16与图17的比较提供可以改变本天线的几何形状(以及尤其天线的矩形盖组件的相对长：宽比)以便改变天线产生的辐射图案的形状的示例方法。在图17给出的特定示例中，其中仿真的特定天线具有比图16中模拟的特定天线薄(即，L1尺寸较窄)的盖组件几何形状，并且这一几何形状改变的结果(至少简单地说)引起天线的辐射图案更进一步穿过道路(或在与车辆在道路行驶的方向垂直的方向上更多)延伸并且相比较而言顺着/沿着道路延伸更少。

[0192] 在图16和图17中的模拟情况中，一个要注意的重点在于，辐射图案有位于盖组件的几何形状上方的“零位”(或者至少虚拟/有效的零位)——这在图16(ii)和图17(ii)中可以看得最清楚。这很重要的原因是因为，在任何辐射方向中向内朝向天线中心移动，随着接近这一几何形状中心/零位位置，天线的辐射图案的整体形状有效地“呈现曲线”(或辐射图案中的能量密度有效地衰减)。并且这样的效果是天线在垂直向上方向上发射的能量的量受限制，为了防止例如来自车辆下侧的致盲反射(如同其他地方已讨论的)，这很重要。

[0193] 另一点要说明的是，可以将天线的辐射图案描述为在一个方向上比另一方向更进一步延伸(即，相比于顺着/沿着道路，穿过道路(或者在与车辆在道路上行驶方向垂直的方向上)延伸更多)，而且图16和图17中各种视图似乎显示了辐射图案因此具有大体椭圆形状，实际上(即，现实中)辐射图案并不真的具有任何明确的边缘或边界。因此，说某物在天线的辐射图案内或外都是不正确的。天线的辐射图案(至少在理论观念上)事实上在所有方向上延伸并且延伸进入围绕天线的所有空间区域(理论上到无限远——即，辐射图案理论上不会停止或结束)。然而，随着离天线的距离增加，天线发射的辐射强度(或能量密度)(非常快速地)下降或变得较低，并且天线也不是以相同/相等强度或密度在所有方向上辐射出能量。相反地，天线辐射的能量在一些方向上强得多且在其他方向上不太强。由此，天线的辐射图案的貌似椭圆形状与向外延伸进入围绕天线的三维空间的区域的方向相关(或者大约部分地作为其结果出现)，其中天线辐射的能量密度最大(即，椭圆的长轴一般对应于天线以最大密度发射能量的方向——但参见以下更进一步的对椭圆形状的边缘/边界的讨论)。

[0194] 接着以上所述，虽然理论上可以考虑天线的辐射图案无限延伸，但由于数字电子器件的本质，天线的辐射图案内存在(或可以说有)边缘或边界，这可能(在这种情况下)被认为作为限定辐射图案的椭圆形状的外边缘或边界。然而，由于以上讨论的原因，这一边缘或边界不是辐射图案本身的特征。当然，这一边缘或边界变得被限定为天线(作为RFID读取器天线)发射的能量与RFID标签与(RFID读取器)天线交换信息的操作之间关系的结果。更具体地，(RFID读取器)天线的辐射图案内的所述边缘或边界采用其形状(即，椭圆的表面形状，例如在这种情况下如附图中所描绘的)，并且其三维空间中以点的轨迹限定，(RFID读取器)天线发射的能量密度在这些点处变得足够大以与在(RFID读取器)天线的辐射图案内的RFID标签通信。这可以参考所谓被动RFID标签以方便解释，但应清楚地理解，本发明绝不受限于只与被动RFID标签一起使用(即，本发明也可以与所谓的主动RFID标签以及甚至任何其他形式的RFID标签一起使用)。被动RFID标签是不包含它自己的电池或其他电源的RFID标签。反而，被动RFID标本身(即，标签的天线以及还有所有标签的操作电子器件)由RFID读取器天线发射的能量供电。现在，由于数字电子器件的本质，将会总是需要某一最小的功率量，以操作给定的被动RFID标签(例如，以使其能够通电并利用它自己的天线将信号传输回到RFID读取器天线等)。然而自然地，操作不同被动RFID标签所需要的功率量可能不同(应注意，被动RFID标签需要通电并操作的功率量通常被描述为标签敏感度)。因此，一些具有低敏感性的被动RFID标签在它们可以电力开启和操作等之前可能需要更多功率，并且所以这些可能需要更接近RFID读取器天线(其中天线发射的能量密度更大)，以操作并与RFID读取器天线通信。另一方面，具有较高敏感性的其他被动的RFID标签可能需要较低功率开启并操作，并且因此它们能够在离RFID读取器天线更大的距离处开启并操作。重点在于，作为其结果，辐射图案内上述的边缘或边界(即，这种情况下三维空间中辐射图案的椭圆的表面形状)实际上不固定，其由点的轨迹限定，天线发射的能量密度在这些点上变得足够大以使RFID标签能够与RFID读取器天线通信。当然，假设天线发射的能量的量维持固定/设定，其位置(即，这一边缘或边界离天线多远)取决于RFID标签的敏感性。因此，本发明的背景下，假设从RFID读取器天线输出设定功率，天线的辐射图案的椭圆“大小”(即，椭圆相对于天线的大小有多“大”)将针对更敏感的标签较大且针对较不敏感的标签较小。

[0195] 然而，还有一点要说明的是，当本发明进行实践时，汽车牌照上使用的RFID标签(不论它们是否是被动RFID标签或一些其他形式的标签)应当具有敏感性，从而使得“必需读取区”(如果车辆的标签在所述区域内，在其内RFID读取器一定能够与汽车的安装于牌照上的RFID标签通信)落入天线的辐射图案的椭圆内，其大小和形状参考图1和图5等在以上描述。换言之，RFID读取器天线输出的功率使得(以及与车辆牌照上RFID标签的敏感性结合也使得)以上所述的必需读取区没有任何部分在天线的辐射图案的椭圆的边缘或边界之外。

[0196] 在本说明书和权利要求中(如果有)，词语“包括”以及包括“包含”和“含有”的其衍生词包括了每一所陈述整体，但不排除对一个或多个整体的包含。

[0197] 本说明书中对“一个实施例”或“一实施例”的引用意味着：联系该实施例所描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例内。由此，在本说明各种地方出现的用词“在一个实施例中”或“在一实施例中”不必然全都表示相同的实施例。而且，可以以任何适合的方式在一个或多个结合中结合特定特征、结构或特性。

[0198] 根据法令，已经或多或少针对结构或方法特征以语言描述了本发明。应理解，本发明不限于显示或描述的特定特征，因为本文描述的方法包括了实施本发明的优选形式。因此，在本领域技术人员适当诠释所附权利要求(如果有)的适当范围内，可以其任何形式或修改要求保护本发明。

标题	发布/更新时间	阅读量
超薄薄膜光学干涉滤光片	2020-05-08	229
一种光能美白梭织提花布的制造方法	2020-05-11	447
一种基于多波长光子筛阵列的光纤耦合器	2020-05-11	30
具有LED测试点的LED晶圆及转移方法	2020-05-08	238
晶片生成装置	2020-05-08	479
一种波长调制情况下的二极管激光器动态波长测量装置及方法	2020-05-11	684
一种绿光发射荧光材料	2020-05-11	662
一种基于亚波长光栅跑道型微环谐振器折射率传感器	2020-05-08	296
一种防蓝光镜片的制备方法	2020-05-11	825
一种具有保护层的光学薄膜、纳米结构色晶体及制备方法	2020-05-08	671

天线

天线

技术领域

背景技术

发明内容

附图说明

具体实施方式

该功能需要专业版企业版VIP权限，您可以：