RFID天線技術(shù)?整體專利分析

1 引言

1.1 RFID及其天線技術(shù)概述

RFID（Radio Frequency Identification）射頻識(shí)別是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。與其他識(shí)別系統(tǒng)相比，RFID具有識(shí)別精度高，精確，信息量大的特點(diǎn)。

最基本的RFID系統(tǒng)由三部分組成：

（1） 標(biāo)簽（Tag）：由耦合元件及芯片組成，每個(gè)標(biāo)簽具有唯一的電子編碼，高容量電子標(biāo)簽有用戶可寫入的存

儲(chǔ)空間，附著在物體上標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象；

（2） 閱讀器（Reader）：讀?。ㄓ袝r(shí)還可以寫入）標(biāo)簽信息的設(shè)備，可設(shè)計(jì)為手持式或固定式；

（3） 天線（Antenna）：在標(biāo)簽和讀取器間傳遞射頻信號(hào)。

天線是一種以電磁波形式把無(wú)線電收發(fā)機(jī)的射頻信號(hào)功率接收或輻射出去的裝置。天線按工作頻段可分為長(zhǎng)波、短波、超短波以及微波天線等；按方向性可分為全向天線、定向天線等；按外形可分為線狀天線、面狀天線等。在RFID系統(tǒng)中，天線分為標(biāo)簽天線和讀寫器天線兩種情況，當(dāng)前的RFID系統(tǒng)主要集中在LF、HF （13.56MHz）、UHF和微波頻段。天線的原理和設(shè)計(jì)在LF、HF和UHF頻段有根本上的不同。

1.2 目的和說(shuō)明

目前，RFID技術(shù)已經(jīng)成為一個(gè)很熱門的話題。據(jù)業(yè)內(nèi)人士預(yù)測(cè)，RFID技術(shù)市場(chǎng)將在未來(lái)五年內(nèi)在新的產(chǎn)品與服務(wù)上帶來(lái)30至100億美金的商機(jī)。許多高科技公司也正在加緊開(kāi)發(fā)RFID專用的軟件和硬件，這些公司包括英特爾、微軟、甲骨文、SAP和SUN。

隨著產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，我國(guó)RFID企業(yè)也越來(lái)越多地參與到相關(guān)產(chǎn)品的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中，并逐漸受到國(guó)際大企業(yè)的關(guān)注乃至擠壓，相應(yīng)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)糾紛時(shí)有發(fā)生?ɡ?秩ㄓ氡；こ晌?夜鶵FID產(chǎn)業(yè)必須嚴(yán)肅面臨的重要課題。正是在這樣的背景下，對(duì)于RFID產(chǎn)業(yè)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)調(diào)研與分析就顯得尤為必要。對(duì)于其中涉及的專利進(jìn)行檢索與分析，為我國(guó)RFID企業(yè)提供知識(shí)產(chǎn)權(quán)方面的幫助與咨詢，對(duì)于我國(guó)RFID產(chǎn)業(yè)健康、快速的發(fā)展具有重要意義。

我們希望通過(guò)本文，能夠使眾多相關(guān)企業(yè)，對(duì)于RFID整體產(chǎn)業(yè)的若干關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)、重點(diǎn)研發(fā)領(lǐng)域、研發(fā)熱點(diǎn)、主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手專利布局等信息有所了解。本文首先調(diào)查分析了RFID天線整體專利分布情況、發(fā)展趨勢(shì)等情況，得出了與產(chǎn)業(yè)整體發(fā)展相關(guān)的數(shù)據(jù)和分析結(jié)論；其次本文選擇了RFID天線中具有重要代表性的標(biāo)簽天線和制造工藝技術(shù)進(jìn)行了分析，這兩個(gè)領(lǐng)域主要面向產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，對(duì)于實(shí)際生產(chǎn)、研發(fā)工作將產(chǎn)生一定的指導(dǎo)意義。

1.3 專利分析

客觀、科學(xué)地對(duì)某技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠M(jìn)行深入戰(zhàn)略分析，可以協(xié)助企業(yè)確定研發(fā)主題和方向，避免重復(fù)研發(fā)，在技術(shù)開(kāi)發(fā)、合作、貿(mào)易中有效的保護(hù)自己的合法權(quán)益，輔助企業(yè)認(rèn)清本行業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)、核心專利分布，評(píng)估具有吸引力的技術(shù)；以及幫助企業(yè)發(fā)現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，掌握競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的狀況，評(píng)估競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手在不同技術(shù)領(lǐng)域的強(qiáng)弱等。

本文通過(guò)統(tǒng)計(jì)、關(guān)聯(lián)、組合指標(biāo)等專利分析方法，從RFID天線整體發(fā)展趨勢(shì)、標(biāo)簽天線、制造工藝幾個(gè)方面，對(duì)RFID天線相關(guān)的專利情況進(jìn)行分析，得到相應(yīng)的分析結(jié)論。主要分析指標(biāo)包括了：申請(qǐng)年度發(fā)展趨勢(shì)、主要申請(qǐng)人地區(qū)分布、IPC分布、DWPI分布、主要申請(qǐng)人分布、核心專利排名、專利地圖等。

關(guān)于專利檢索的工具、范圍、檢索方式等，說(shuō)明如下：

（1） 主要分析工具：Thomson Scientific○，Aureka○， Delphion○

（2） 檢索范圍：

1） 數(shù)據(jù)庫(kù)：美國(guó)專利數(shù)據(jù)庫(kù)、歐洲專利數(shù)據(jù)庫(kù)、日本專利英文文摘數(shù)據(jù)庫(kù)、WIPO組織專利數(shù)據(jù)庫(kù)，國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利數(shù)據(jù)庫(kù)

2） 檢索范圍：名稱、摘要、權(quán)利要求

3） 時(shí)間范圍：1981-2006

4） 分析指標(biāo)：申請(qǐng)年度發(fā)展趨勢(shì)、主要申請(qǐng)人地區(qū)分布、IPC分布、DWPI分布、主要申請(qǐng)人分布、核心專利排名、專利地圖

（3） 分析過(guò)程

1） 確定檢索入口；

2） 數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)清洗，建立數(shù)據(jù)庫(kù)；

3） 對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘、提取、分析；

4） 根據(jù)分析結(jié)果，產(chǎn)生可視化報(bào)告；

本文的撰寫由MII-Thomson知識(shí)產(chǎn)權(quán)實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)進(jìn)行。MII-Thomson知識(shí)產(chǎn)權(quán)實(shí)驗(yàn)室，是信息產(chǎn)業(yè)部與Thomson科技信息集團(tuán)聯(lián)合建立的實(shí)驗(yàn)室，為政府和企業(yè)進(jìn)行知識(shí)產(chǎn)權(quán)方面的咨詢與服務(wù)，主要內(nèi)容包括：專利、技術(shù)信息檢索、分析與鑒定、專利侵權(quán)檢索、專利無(wú)效檢索競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手專利布局分析、行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)分析、國(guó)家重點(diǎn)科研項(xiàng)目知識(shí)產(chǎn)權(quán)分析與保護(hù)、信息產(chǎn)業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)前沿課題研究。

2 RFID天線技術(shù)整體專利分析

2.1關(guān)鍵詞檢索式

（ RFID OR （（ （RADIO FREQUENC*） OR RF ） AND IDENTIF）） AND （ANTENNA OR INDUCT） 檢索式由RFID天線技術(shù)中最具代表性的技術(shù)點(diǎn)組成，包括了RFID與天線兩部分。考慮到各種可能的變體和表述方法，RFID使用的表述形式為：（ （RADIO FREQUENC） OR RF ） AND IDENTIF；由于部分RFID天線主要以感應(yīng)形式工作，所以天線部分的關(guān)鍵詞使用了兩個(gè)：ANTENNA OR INDUCT，其中INDUCT兼顧了INDUCT， INDUCTION， INDUCTOR等各種可能的表述方法。

2.2 專利申請(qǐng)總體情況說(shuō)明

通過(guò)基本的統(tǒng)計(jì)分析，我們對(duì)于RFID天線總體情況可以得到如下初步結(jié)論：

（1） 2000年以后，相關(guān)技術(shù)申請(qǐng)進(jìn)入高速發(fā)展時(shí)期，2001～2005年年均增長(zhǎng)量為183.6件，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于1991～1995年的11.4件和1996～2000年的39.4件。

（2） 美國(guó)的申請(qǐng)量占到各年度申請(qǐng)總量的50％以上。說(shuō)明此技術(shù)在美國(guó)受到較大重視，其他國(guó)家和地區(qū)尚未達(dá)到如此重視程度，需加速發(fā)展，避免今后受到他人設(shè)立的專利壁壘的影響。

（3） 2006年申請(qǐng)勢(shì)頭發(fā)展強(qiáng)勁，截至當(dāng)前，前8個(gè)月的申請(qǐng)量已經(jīng)達(dá)到去年全年申請(qǐng)量的88.3％。說(shuō)明當(dāng)前階段，本行業(yè)技術(shù)發(fā)展迅猛 。

2.3 各項(xiàng)具體指標(biāo)

（1） 專利申請(qǐng)年度發(fā)展趨勢(shì)

RFID天線技術(shù)在1997年以前專利申請(qǐng)一直處于較低的水平且年均變化不大。此技術(shù)從2000年開(kāi)始專利申請(qǐng)量出現(xiàn)較大幅度的增長(zhǎng)，尤其是2005年專利申請(qǐng)量達(dá)到頂峰，為248項(xiàng)，這與專利公開(kāi)時(shí)間滯后，2005年和2006年的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)不全有一定關(guān)系。但我們相信，2005年和 2006年在RFID天線領(lǐng)域的專利申請(qǐng)量將繼續(xù)有較大幅度的增長(zhǎng)，本領(lǐng)域的研究正在逐步深入。

表1反映主要國(guó)家和地區(qū)在1981年至2006年的專利申請(qǐng)變化情況。從表中可以看出，各國(guó)自2000年開(kāi)始在RFID天線方面的專利申請(qǐng)呈快速增長(zhǎng)趨勢(shì)，且2005年的發(fā)展速度最快，申請(qǐng)總量達(dá)到了1202。2006年1月至8月，專利申請(qǐng)量已經(jīng)達(dá)到2005年全年申請(qǐng)量的88.3%，發(fā)展勢(shì)頭非常迅猛。

（2） 專利申請(qǐng)主要區(qū)域分布

從申請(qǐng)總體分布分析，美國(guó)一個(gè)國(guó)家的專利申請(qǐng)量，超過(guò)了歐盟、世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織、日本和中國(guó)專利申請(qǐng)的總量，占總申請(qǐng)量的53%，在本領(lǐng)域中占據(jù)重要地位，成為事實(shí)上的技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)出的主體地區(qū)。

中國(guó)專利申請(qǐng)量?jī)H為228件，為美國(guó)申請(qǐng)量的6.5%，為日本申請(qǐng)量的45.7%。說(shuō)明中國(guó)在此領(lǐng)域還處于極端劣勢(shì)地位，與領(lǐng)先國(guó)家還不構(gòu)成競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。

（3） IPC分類號(hào)分布

國(guó)際專利分類法（International Patent Classification，簡(jiǎn)稱IPC）自1951年醞釀至1967年 11月第一版開(kāi)始使用到現(xiàn)在，基本上每五年修訂一次，它是一個(gè)在世界范圍內(nèi)由政府間組織執(zhí)行的專利體系。目前各主要工業(yè)國(guó)家出版的專利說(shuō)明書(shū)都印有國(guó)際專利分類號(hào)，其中絕大部分國(guó)家的專利檢索工具已經(jīng)改用國(guó)際專利分類法編排，因此，它是檢索專利文獻(xiàn)必不可少的工具。

從表2和圖3中我們可以看出，RFID天線關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域的專利申請(qǐng)主要集中在G08B，為629項(xiàng)，占整個(gè)專利申請(qǐng)量的5.1%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了其他類型的專利申請(qǐng)，說(shuō)明目前有關(guān)RFID 天線關(guān)鍵技術(shù)的研究主要集中于“信號(hào)裝置或呼叫裝置；指令發(fā)信裝置；報(bào)警裝置”的研究。其次是 G06K 019/077（結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)，例如：在該載體中電路的裝配）和G06K 019/07（帶有集成電路芯片），分別為387項(xiàng)和344項(xiàng)，占整個(gè)專利申請(qǐng)的3.1%和2.8%。（4） DWPI分類號(hào)分布

德溫特手工代碼（Derwent Manual Code）是德溫特檢索系統(tǒng)分配給各個(gè)專利的，用于表明該專利的技術(shù)創(chuàng)新方面。它揭示了專利技術(shù)的外部特征和應(yīng)用領(lǐng)域，便于用戶了解專利的發(fā)明內(nèi)容。

下圖反映的是RFID天線技術(shù)專利前10位主要應(yīng)用領(lǐng)域，其中，應(yīng)答器（transponder）專利申請(qǐng)量達(dá)到791件，占總量的 7.7%，居于首位；集成系統(tǒng)（Interrogation system） 與對(duì)象識(shí)別（For object identification）申請(qǐng)量分別達(dá)到553件和338件，占總量的5.3%和3.2%； 其他的重點(diǎn)領(lǐng)域包括：卡/智能卡，應(yīng)答器集成系統(tǒng)，射頻標(biāo)簽，讀寫器等。

表二

（5） 主要專利申請(qǐng)人分布

下表反映的是RFID天線專利申請(qǐng)排在前10位的專利申請(qǐng)人。從表中可以看出，前10位的專利申請(qǐng)人共申請(qǐng)專利694項(xiàng)，占專利申請(qǐng)總量的10.5%。排名前三位的申請(qǐng)人為MOTOROLA，INC.，3M INNOVATIVE PROPERTIES COMPANY， INTERMEC IP CORP.，它們的申請(qǐng)量分別為97、77、66，占據(jù)申請(qǐng)總量的1.5%，1.2%，1.0%；為唯一的三個(gè)申請(qǐng)量占據(jù)總量超過(guò)1%的企業(yè)。

排名前10的企業(yè)申請(qǐng)量差距不是很大，且只占申請(qǐng)總量的10%左右，說(shuō)明該領(lǐng)域技術(shù)分散，各主要申請(qǐng)人勢(shì)均力敵，還未形成一家獨(dú)大的局面。

（ 6） 核心專利排名

專利被引數(shù)客觀反映專利的重要程度，一般來(lái)說(shuō)，其值越大越重要。從下表可以看出RFID天線領(lǐng)域，被引數(shù)最高的專利為 US4807031，被引265次，占所有專利總被引量的0.8%，其專利申請(qǐng)人為INTERACTIVE SYSTEMS， INCORPORATED 公司。

從下圖中還可以看出，排名前幾位的核心專利的引證率均相差不大，排名第一的核心專利與排名15的核心專利引證率差別僅為0.4%，且排名第一的核心專利引證率也僅為0.8%，尚未達(dá)到1%，這同樣說(shuō)明在此領(lǐng)域，技術(shù)發(fā)展相對(duì)均衡，尚未出現(xiàn)技術(shù)壟斷現(xiàn)象，作為后來(lái)者，有較大可能公平參與技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)，技術(shù)空白相對(duì)較多，不必一開(kāi)始就陷入別人的專利壁壘中。

德溫特標(biāo)題（Derwent Title）由350多位各領(lǐng)域?qū)＜易屑?xì)閱讀全球41個(gè)專利授權(quán)機(jī)構(gòu)發(fā)行的專利說(shuō)明書(shū)，歸納編寫出易于理解的、描述性強(qiáng)的專利標(biāo)題，使用戶可以迅速有效掌握專利內(nèi)容、技術(shù)。下表列出RFID天線領(lǐng)域核心專利的Derwent Title，便于專家閱讀分析。