CN101079515B - 射频识别标签和用于射频识别标签的天线 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种射频识别标签和用于射频识别标签的天线,该天线包括:电介质基板;和一对导电板;其中所述一对导电板具有相对于射频识别标签集成电路的安装位置的点对称结构。所述一对导电板和所述射频识别标签集成电路的安装位置沿着一基准线设置在所述电介质基板的表面上。

Description

射频识别标签和用于射频识别标签的天线
技术领域
本发明总体上涉及射频识别标签和用于射频识别标签的天线。
背景技术
近来,使用射频识别标签的系统已引起广泛注意。该系统包括射频识别标签和读写器装置。读写器装置可以从射频识别标签中读出信息并将信息写入射频识别标签。这种读写器装置可称为询问器。射频识别标签可称为RF标签、RFID、RFID标签、IC标签、电子标签等。
射频识别标签分为有源型和无源型。有源型RF标签自身能够提供电力,从而可以简化RF标签读取器一侧的装置结构。
无源型RF标签自身不能提供电力,因此诸如发送ID信息的操作是通过从外部接收能量来进行的。从节省射频识别标签的成本的角度来看,无源型RF标签是优选的,并且会很有用。
从要使用的信号的频带的角度来看,射频识别标签分为电磁耦合型和电磁波型。
电磁耦合型射频识别标签使用几kHz的频带、大约13.5MHz的频带等。电磁波型射频识别标签使用诸如大约950MHz的超高频(UHF)带或者诸如大约2.45GHz的高频带。
从增加通信距离的角度来看,优选使用高频。
在使用射频识别标签的系统中,通过射频识别标签来读出和写入诸如识别信息(ID)或产品编号的数据,从而可进行产品管理等。另选地,可以写入或读出表示诸如票据或点数的值的信息。因此,预期射频识别标签将被广泛使用,不仅用于产品管理,而且将用作下一代交通系统的电子票、电子货币等。
射频识别标签可以伴随多种对象。特别地,对象是否具有导电性对于射频识别标签的设计非常关键。如果对象具有绝缘特性,则在将射频识别标签附在对象上之前和之后,不必改变该射频识别标签的工作特性或通信环境。
然而,如果射频识别标签附在诸如金属壳体的导电材料上,则在通信时由于导电性而产生虚(复)电流。因此,对接收信号电平和/或发送信号电平产生了较大的影响,从而显著改变了射频识别标签的工作特性。
例如,金属容器或由金属管形成的担架可对应于导电对象的具体示例。但是导电对象并不限于这些示例。
因此,附在导电对象上的射频识别标签的通信距离被限制为,比附在具有绝缘特性的对象上的射频识别标签要短。
为了解决上述问题,三菱电机株式会社在2005年9月7日公开在http://www.mitsubishielectric.cojp/news-data/2005/pdf/0907-b.pdf上的“Development of a tag for metal attachment and a reader/writer of RFID inconformity of EOC C1G2 standard”中提出了一种无源型射频识别标签,其中设计了一种天线结构,使得该标签能够直接附在金属上。
然而,上述文献中公开的用于射频识别标签的天线相对较厚,例如为大约5mm。从低成本制造射频识别标签的角度来看,这并不是优选的。另外,在上述文献所公开的射频识别标签中,在形成天线的金属板中形成有穿透该金属板的细且长的槽(缝),而射频识别标签集成电路将连接在该缝中。高精度地快速制造出这种结构复杂的天线并不容易。
发明内容
因此,本发明可以提供一种新颖且有用的射频识别标签和用于该射频识别标签的天线,其解决了上述一个或更多个问题。
更具体地,本发明的实施例可以提供一种薄的射频识别标签,从而通信距离可以较长,并且可以提供一种用于这种射频识别标签的天线。
本发明的一个方面可以提供一种用于射频识别标签的天线,该天线包括:电介质基板;和一对导电板(plate);其中所述一对导电板具有相对于射频识别标签集成电路的安装位置的点对称结构。
本发明的一个方面还可以提供一种射频识别标签,该射频识别标签包括:天线,该天线包括电介质基板和一对导电板,其中所述一对导电板具有相对于射频识别标签集成电路的安装位置的点对称结构,并且所述射频识别标签集成电路设置在所述安装位置处并连接到所述一对导电板。
根据本发明的实施例,可以使射频识别标签的通信距离较长,并且使射频识别标签的厚度较小。
通过结合附图阅读以下详细说明,本发明的其他目的、特征和优点将变得更加明了。
附图说明
图1是本发明第一实施例的射频识别标签的平面图;
图2是沿图1所示的射频识别标签线的线A-A截取的剖视图;
图3是用于说明电路或天线的阻抗特性的Smith圆图;
图4用于说明天线和标签LSI的匹配条件;
图5示出了阻抗特性的模拟结果;
图6示出了右旋圆偏振波和左旋圆偏振波的增益;
图7是示出本发明第二实施例的射频识别标签的平面图;
图8示出了本发明第二实施例的阻抗特性的模拟结果;
图9是示出本发明第三实施例的射频识别标签的平面图;
图10示出了本发明第三实施例的阻抗特性的模拟结果;
图11示出了图9所示的天线的增益和轴比的频率依赖性;
图12是示出本发明第四实施例的射频识别标签的平面图;
图13示出了本发明第四实施例的阻抗特性的模拟结果;以及
图14示出了图12所示的天线的增益和轴比的频率依赖性。
具体实施方式
下面将参照图1至图14描述本发明的实施例。
在下述的本发明的实施例中,提供了一种用于射频识别标签的天线,该天线包括电介质基板和一对导电板,其中所述一对导电板具有相对于射频识别标签集成电路的安装位置的点对称结构。
在下述的本发明的实施例中,提供了一种射频识别标签,该射频识别标签包括天线,该天线包括电介质基板和一对导电板,其中所述一对导电板具有相对于射频识别标签集成电路的安装位置的点对称结构,并且所述射频识别标签集成电路设置在所述安装位置处并连接到所述一对导电板。
因为上述天线结构易于和射频识别标签集成电路相匹配,所以无需制备用于匹配的调节电路。
从形成伴随导电对象的射频识别标签的角度来看,可以在电介质基板的背面上设置接地导电板。
在用于射频识别标签的上述天线中,所述一对导电板和所述射频识别标签集成电路的安装位置可以沿基准线(standard line)设置在所述电介质基板的表面上。所述一对导电板的轮廓中的每一个都可以具有与该基准线平行的直线部分。所述一对导电板的轮廓中的每一个都可以具有与该基准线垂直的直线部分。所述一对导电板的轮廓中的每一个都可以形成大致三角形结构。可以在所述电介质基板的背面上设置接地导电板。所述一对导电板可以接收和发送圆偏振波信号。所述一对导电板的轮廓中的每一个都可以具有形成钝角的一个或更多个顶点。所述一对导电板的轮廓中的每一个都可以形成具有四个或更多个顶点的多边形结构。
通过在所述导电板中的每一个的一部分轮廓中形成直线部分,可以有效地接收和发送圆偏振波。结果,可以进一步延长通信距离。
在用于射频识别标签的上述天线中,可以在其中一个导电板的馈电端子与另一个导电板的馈电端子之间的线路中以并联方式设置一对电感元件。
从形成伴随非导电对象的宽带射频识别标签的角度来看,该结构是优选的。
在用于射频识别标签的上述天线中,形成所述一对电感元件的所述一对线路中的每一个都可以具有相对于安装位置的点对称结构。
即使无线射频识别标签伴随非导电对象,从有效地发送和接收圆偏振波信号的角度来看,该结构也是优选的。
在用于无线射频识别标签的上述天线中,可通过所述一对导电板接收和发送超高频(UHF)带的信号。
[本发明的第一实施例]
图1是本发明第一实施例的射频识别标签的平面图。图2是沿图1所示的射频识别标签的线A-A截取的剖视图。
参照图1和图2,本发明第一实施例的射频识别标签包括:电介质基板11;设置在电介质基板11的表面上的一对导电板12和13;射频识别标签集成电路(可称为标签LSI或标签IC)14;以及设置在电介质基板11的背面上的接地导电板15。
该射频识别标签经由所述一对导电板12和13来接收和发送超高频(UHF)带的信号。图1中的测量单位是“mm”。然而,数值仅是示例,可以在本发明的范围内使用各种数值。
电介质基板11的厚度例如为大约3mm,介电常数为大约3.3。电介质基板11可以具有其他厚度和介电常数。
导电板12和13中的每一个具有相同的结构。导电板12和13由金属板状构件形成并被称为金属贴片(patch)。导电板12和13充当用于发送和接收电磁波的辐射元件。导电板12和13中的每一个都具有大致正方形的轮廓。该大致正方形的四个角当中的一个角被斜切。导电板的轮廓构形将在本发明第二实施例中进一步讨论。导电板12和13以及接地导电板15的厚度为大约30至35μm。
标签LSI 14设置在导电板12的馈电点E和导电板13的馈电点F之间(在中央)。所述一对导电板12和13具有相对于标签LSI 14的安装位置的点对称结构。在以下说明中,标签LSI和标签LSI的安装位置用14表示。
换言之,所述一对导电板12和13以及标签LSI 14沿着基准线设置在电介质基板11上。就此而言,该示例的馈电方式与传统贴片天线的馈电方式有显著不同。
在传统贴片天线中,仅制备单个金属贴片而并不制备一对两个金属贴片。在现有技术中,在该单个金属贴片与设置在电介质基板的背面上的接地导电板之间进行馈电。该馈电方式被称为微带馈电。
另一方面,在图1和图2所示的示例中,电介质基板11的表面上设置有两个金属贴片。这两个金属贴片的馈电点之间设置有标签LSI 14,从而实现了平衡的馈电方式。
为了使射频识别标签正常工作,标签LSI 14的阻抗与射频识别标签天线部分11、12、13和15的阻抗应该适当匹配。
图3是用于说明电路或天线的阻抗特性的Smith圆图。在图3中,直径为线P-R的全部或一部分并且经过点P的圆表示阻抗特性,即,具有相同电阻分量(实数分量)的阻抗的迹线。另外,经过点P并与所有圆垂直相交的圆弧表示电抗分量(虚数分量)相同的阻抗的迹线。
通常,例如可以将偶极天线的阻抗调节至诸如50Ω的特性阻抗,其中虚数分量大致为零而电阻分量的值为50Ω。50Ω的特性电阻对应于Smith圆图的原点Q。
另一方面,标签LSI的阻抗具有由Smith圆图中的点S表示的电阻分量和电容分量。
因此,通常天线的阻抗与标签LSI的阻抗实际上并不匹配。因此,为了使两个阻抗相匹配,设置了调节电路。为了实现调节电路,对天线和线路的构造、图案和大小(measurement)进行设计。
图4用于说明天线和标签LSI的匹配条件。更具体地,图4示出了使天线和标签LSI在特定工作频率“f”下匹配的条件。
天线被表示为具有电阻分量R1和电感分量L的并联电路。标签LSI被表示为具有电阻分量R2和电容分量C的并联电路。要使天线和标签LSI匹配,需要以下条件。
f = ( 2 π ( LC ) ) - 1 ; 以及
R1=R2
图3中,标签LSI 14的阻抗被表示为在其工作频率(例如,950MHz)下位于点S处。点T的电阻分量与点S表示的阻抗的电阻分量相同,并且代表具有不同标记的电抗分量的阻抗。如果点S处的阻抗为“R-jX”,则点T处的阻抗被表示为“R+jX”。如果连接到LSI的电路的阻抗在950MHz下位于点T附近,则标签LSI和天线可以正确匹配。
在使用传统偶极天线、贴片天线等的情况下,通过适当地调节线路或缝的图案来满足阻抗条件。然而,在本实施例中,由于采用图1和图2所示的结构作为天线结构,所以在期望的诸如950MHz的频率下可以将连接到标签LSI 14的电路的阻抗(即从馈电点E和F看去的阻抗)调节为从最初到点T的附近。结果,在不同于现有技术的本实施例中,不需要额外的阻抗调节电路。
图5示出了阻抗特性的模拟结果。更具体地,图5示出了以下模拟结果,其中在0.8GHz到1.1GHz的频率范围内绘制了用于图1和图2所示的射频识别标签的天线部分11、12、13和15的阻抗特性。
为了简化计算,假设接地导电板是无限宽的金属板。在图4所示的Smith圆图中,通过特性阻抗Z0对电阻值R和电抗值X进行标准化。
如图5所示,当频率从0.8GHz(800MHz)增加时,阻抗从点P附近画出逆时针的圆形迹线。可以发现在950MHz处得到了期望阻抗(标签LSI的阻抗的复共轭)。
[本发明的第二实施例]
同时,读写器装置向射频识别标签发送圆偏振波信号,从而向该射频识别标签提供电力和响应的机会。
为了简化结构,传统射频识别标签具有用于接收和发送线偏振波信号的天线。
如果该读写器装置还向射频识别标签发送线偏振波信号,则供应给该射频识别标签的电力的量将很大程度上取决于读写器装置与射频识别标签的位置关系。如果读写器装置的偏振面与射频识别标签的偏振面彼此正交(cross),则射频识别标签可能不会通过正确的响应信号对读写器装置进行响应。
为了防止上述问题,读写器装置向射频识别标签发送圆偏振波信号。因此,无论读写器装置与射频识别标签的位置关系如何,射频识别标签总是能够从读写器装置接收响应命令信号从而对该信号进行响应。
然而,用于射频识别标签的这种天线仅用于接收和发送线偏振波信号。因此,虽然射频识别标签能以最小的电力接收和发送信号,但是很难以大于最小电力的电力来接收和发送信号。
本发明的第二实施例能够解决上述问题,并且能够增大可提供给标签LSI的电力和通信距离。
形成本发明第二实施例中的一对导电板来接收和发送圆偏振波信号。如图1所示,该对导电板12和13的轮廓中的每一个都具有沿着基准线的直线部分Z。
导电板的轮廓可以具有形成钝角的多个顶点(在图1所示的示例中,位于直线部分Z的两端)或者形成具有四个或更多个顶点的多边形结构。
图6示出了右旋圆偏振波和左旋圆偏振波的增益。更具体地,图6示出了从和向用于图1和图2所示的射频识别标签的天线接收和发送935MHz的右旋圆偏振波和左旋圆偏振波时的增益。z轴被定义为与用于射频识别标签的天线垂直的方向。由z轴和极坐标的径向形成的角度θ被定义为天顶角。在图6所示的曲线图中,水平轴代表天顶角θ(度),垂直轴代表y-z平面内的增益(dBi)。
在右旋圆偏振波的情况下,当天顶角θ(度)从-90度到0度变化时,增益单调增大。当天顶角θ为0度时,获得大约为7dBi的最大增益。当天顶角θ(度)从0度到+90度变化时,增益对称减小。
在左旋圆偏振波的情况下,当天顶角θ(度)从-90度到-50度变化时,增益单调减小。当天顶角θ为-50度时,获得大约为-15dBi的最小增益。当天顶角θ(度)从-50度到0度变化时,增益单调增大。当天顶角θ为0度时,获得大约为-8dBi的增益。当天顶角θ(度)从0度到+90度变化时,增益对称地减小和增大。
因此,获得了不同的右旋圆偏振波增益和左旋圆偏振波增益。因此,该天线可以正确地接收和发送圆偏振波信号。如果将该天线用于线偏振波信号,则对于右旋圆偏振波信号和左旋圆偏振波信号表现出相同的特性。
通过使用上述天线,可以获得大约7dBi的增益,从而能够进行特别长距离的通信。
上述“Development of a tag for metal attachment and a reader/writer ofRFID in conformity of EOC C1G2 standard”中所公开的用于射频识别标签的天线的厚度为大约5mm,获得了6dBi的增益。另一方面,在本实施例中,用于射频识别标签的天线的厚度为大约3mm,获得了7dBi的增益。在本实施例中,如果进一步增加电介质基板的厚度,则可以实现甚至更长距离的通信。
图7是示出本发明第二实施例的射频识别标签的平面图。虽然用于本发明第二实施例的射频识别标签的天线的工作原理与本发明第一实施例的相同,但是在第二实施例中,沿基准线的直线部分Z′要比第一实施例中的直线部分Z更长。换句话说,一对导电板中的每一个的轮廓都包括具有钝角的单个顶点。(在该轮廓中,存在具有锐角的单个顶点和具有直角的两个顶点。)
图8示出了本发明第二实施例的阻抗特性的模拟结果。
更具体地,图8示出了以下模拟结果,其中在0.8GHz到1.1GHz的频率范围内绘制了用于图7所示的射频识别标签的天线的阻抗特性。
在该模拟以及图5所示的模拟中,为了简化计算,假设接地导电板是无限宽的金属板。另外,通过特性阻抗Z0对电阻值R和电抗值X进行标准化。
如图8所示,当频率从0.8GHz(800MHz)增加时,阻抗从点P附近画出顺时针的圆形迹线。在950MHz附近形成小圈。
在这种情况下,可以发现在950MHz处得到了期望阻抗(标签LSI的阻抗的复共轭)。更具体地,在953MHz处,导纳Y为1.6-j5.69mS,阻抗的电阻分量R1(Rap)为624Ω,相应标签LSI侧的电容值C(Ccp)为0.95pF。
[本发明的第三实施例]
在本发明的上述第一和第二实施例中,将如下天线用于伴随金属对象的射频识别标签,该天线具有相对于标签LSI以对称方式设置在基板上的一对导电板。
然而,这种天线也可以用于伴随非金属对象的射频识别标签。在本发明的第三实施例中,讨论了用于伴随非金属对象的射频识别标签的天线。
图9是示出本发明第三实施例的射频识别标签的平面图。
参照图9,本发明第三实施例的射频识别标签包括:电介质基板(未示出);设置在该电介质基板的表面上的一对导电板82和83;以及标签LSI 84。在本实施例中,电介质基板的背面上没有设置接地导电板。
所述一对导电板82和83中的每一个都具有相对于标签LSI 84的安装位置84的点对称结构。所述一对导电板82和83中的每一个的轮廓都具有与基准线(图9中未示出)平行的直线部分Z1和Z2
导电板的轮廓可以具有形成钝角的多个顶点(在图9所示的示例中,位于直线部分Z1的两端和直线部分Z2的一端),或者形成具有四个或更多个顶点的多边形结构。
另外,在导电板82的馈电端子E与导电板83的馈电端子F之间的线路中以并联的方式设置有一对电感元件。形成所述一对电感元件的一对线路中的每一条都具有相对于标签LSI的安装位置的点对称结构。因为导电板和电感元件是以相对于标签LSI 84的安装位置点对称的方式设置的,所以导电板可以正确接收和发送圆偏振波信号。
图10示出了本发明第三实施例的阻抗特性的模拟结果。
更具体地,图10示出了以下模拟结果,其中在0.8GHz到1.1GHz的频率范围内绘制了用于图9所示的射频识别标签的天线的阻抗特性。
在该模拟中,为了简化计算,假设没有电介质基板。另外,通过特性阻抗Z0对电阻值R和电抗值X进行标准化。
如图10中的“W”所示,可以发现,即使频率从0.8GHz(800MHz)增加到1.1GHz,阻抗也几乎不发生变化。这是因为设置了所述一对电感元件85和86。如果没有设置这些电感元件,则阻抗随频率发生显著变化。在本发明的第三实施例中,通过适当设置电感元件,可以防止天线阻抗的频率依赖性并且使阻抗值与标签LSI相匹配。换言之,在950MHz处获得了期望阻抗(标签LSI的阻抗的复共轭)。因为阻抗的频率依赖性特别小,所以这种天线对于在宽带频中使用的产品很有用。
图11示出了图9所示的天线的增益(dBi)和轴比的频率依赖性。
如上所述,因为阻抗的频率依赖性较小,所以增益的频率依赖性也较小。因此,即使频率从0.8GHz变化到1.1GHz,增益也位于大约3.9dBi到5.5dBi的范围内。特别地,在950MHz处获得了4.84dBi的增益。虽然该值小于本发明第二实施例中的7dBi,但是电磁波的通信距离比传统射频识别标签的通信距离(大约2到3dBi)要长。
轴比代表了经由天线发送或接收的电磁波实现圆偏振波的程度。如果形成圆偏振波的两个线偏振波的相位偏移了90度并且具有相等的振幅,则可以实现完全圆偏振波。然而实际上,因为存在间隙,所以两个线偏振波的缔合波是椭圆偏振波,因此将长轴方向(longitudinal direction)与短轴方向(branch diagonal direction)上的振幅比表示为轴比。
根据上述模拟结果,可以在950MHz下实现大约1.3dB的较小轴比,从而实现大致的圆偏振波。在理想圆偏振波的情况下,轴比为0dB。
[本发明的第四实施例]
图12是示出本发明第四实施例的射频识别标签的平面图。
参照图12,本发明第四实施例的射频识别标签包括:电介质基板(未示出);设置在该电介质基板的表面上的一对导电板112和113;以及标签LSI 114。在本实施例中,电介质基板的背面上没有设置接地导电板。
本实施例中的天线的工作理念与参照图9所讨论的相同。在本实施例中,所述一对导电板112和113中的每一个都具有相对于标签LSI 114的安装位置的点对称结构。所述一对导电板112和113中的每一个的轮廓都具有与基准线大致垂直的直线部分Z。导电板112和113的直线部分相互平行。
另外,在导电板112的馈电端子E与导电板113的馈电端子F之间的线路中以并联的方式设置有一对电感元件115和116。形成该对电感元件的所述一对线路中的每一条都具有相对于标签LSI 114的安装位置的点对称结构。
图13示出了本发明第四实施例的阻抗特性的模拟结果。
更具体地,图13示出了以下模拟结果,其中在0.8GHz到1.1GHz的频率范围内绘制了用于图12所示的射频识别标签的天线的阻抗特性。
在本实施例以及图10所示的实施例中,可以发现,即使频率增加到1.1GHz,阻抗也几乎不发生变化。在950MHz处获得了期望阻抗(标签LSI的阻抗的复共轭),并且阻抗值与标签LSI相匹配。因为阻抗的频率依赖性特别小,所以这种天线对于在宽带频中使用的产品很有用。
图14示出了图12所示的天线的增益(dBi)和轴比的频率依赖性。
如上所述,因为阻抗的频率依赖性较小,所以增益的频率依赖性也较小。因此,即使频率从0.8GHz变化到1.1GHz,增益也在大约3.9dBi到4.2dBi的范围内。特别地,在950MHz处获得了4.2dBi的增益。虽然该值小于本发明第二实施例中的7dBi,但是电磁波的通信距离比传统射频识别标签的通信距离(大约2到3dBi)要长。
根据上述模拟结果,可以在950MHz下实现大约1.0dB的较小轴比,从而实现了大致的圆偏振波。
虽然为了便于说明而参照多个独立的实施例讨论了本发明,但这种独立不是本发明的实质。如果需要,可以使用或者组合本发明的一个或更多个实施例。
另外,本发明并不限于这些实施例,而是可以在不脱离本发明范围的情况下进行变型和修改。
本专利申请基于2006年5月24日提交的日本在先专利申请No.2006-144291,在此通过引用并入其全部内容。

Claims (9)

1.一种用于射频识别标签的天线,该天线包括:
电介质基板;
一对导电板;和
设置在所述电介质基板的背面上的接地导电板;
其中所述一对导电板具有相对于射频识别标签集成电路的安装位置的点对称结构;
每个导电板都具有四个角中的一个被去掉的大致正方形的轮廓,由此提供了斜切边缘;
所述一对导电板和所述射频识别标签集成电路的所述安装位置沿着一基准线设置在所述电介质基板的正面上;并且
所述斜切边缘平行于所述标准线。
2.根据权利要求1所述的用于射频识别标签的天线,其中
所述一对导电板的轮廓中的每一个都具有与所述基准线平行的直线部分。
3.根据权利要求1所述的用于射频识别标签的天线,其中
所述一对导电板接收和发送圆偏振波信号。
4.根据权利要求3所述的用于射频识别标签的天线,其中
所述一对导电板的轮廓中的每一个都具有形成钝角的一个或更多个顶点。
5.根据权利要求4所述的用于射频识别标签的天线,其中
所述一对导电板的轮廓中的每一个都形成具有四个或更多个顶点的多边形结构。
6.根据权利要求3所述的用于射频识别标签的天线,其中
所述导电板中的一个导电板的馈电端子与另一个导电板的馈电端子之间的线路中以并联的方式设置有一对电感元件。
7.根据权利要求6所述的用于射频识别标签的天线,其中
形成所述一对电感元件的所述一对线路中的每一条都具有相对于所述安装位置的点对称结构。
8.根据权利要求1所述的用于射频识别标签的天线,其中
经由所述一对导电板来接收和发送超高频(UHF)带的信号。
9.一种射频识别标签,该射频识别标签包括:
天线,该天线包括:
电介质基板;
一对导电板;和
设置在所述电介质基板的背面上的接地导电板;
其中所述一对导电板具有相对于射频识别标签集成电路的安装位置的点对称结构,并且
每个导电板都具有四个角中的一个被去掉的大体正方形的轮廓,由此提供了斜切边缘;
所述一对导电板和所述射频识别标签集成电路的所述安装位置沿着一基准线设置在所述电介质基板的正面上;并且
所述斜切边缘平行于所述标准线。
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Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7952464B2 (en) * 2006-10-05 2011-05-31 Intermec Ip Corp. Configurable RFID tag with protocol and band selection
US20080180254A1 (en) * 2007-01-31 2008-07-31 Kajander John A Circularly-polarized rfid tag antenna structure
US7868841B2 (en) * 2007-04-11 2011-01-11 Vubiq Incorporated Full-wave di-patch antenna
JP2008278150A (ja) 2007-04-27 2008-11-13 Nec Corp ワイドバンドアンテナ
JP4281023B1 (ja) 2008-02-18 2009-06-17 日本電気株式会社 ワイドバンドアンテナおよびそれを用いたウエア、持ち物
JP5137123B2 (ja) * 2008-04-07 2013-02-06 Necトーキン株式会社 無線タグおよびその使用方法
JP5265411B2 (ja) 2009-02-24 2013-08-14 富士通株式会社 アンテナ装置及び電子機器
KR101065651B1 (ko) * 2009-04-28 2011-09-19 건국대학교 산학협력단 알에프아이디 태그 안테나
KR101070486B1 (ko) * 2010-01-08 2011-10-05 엘에스산전 주식회사 Rfid 태그
JP5803289B2 (ja) * 2011-06-01 2015-11-04 凸版印刷株式会社 非接触icラベル及び情報識別システム
US8976067B2 (en) * 2011-06-09 2015-03-10 Adc Telecommunications, Inc. Antenna module having integrated radio frequency circuitry
KR101464261B1 (ko) * 2013-10-29 2014-11-21 위너콤 주식회사 룸미러에 장착되는 차량용 하이패스 단말기의 안테나장치
US9401738B2 (en) * 2014-07-15 2016-07-26 Mediatek Singapore Pte. Ltd. Method for simplified closed-loop antenna tuning
JP6529111B2 (ja) * 2014-12-12 2019-06-12 国立研究開発法人情報通信研究機構 広帯域円偏波アンテナ
KR102060406B1 (ko) * 2015-11-04 2019-12-30 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 분파 장치 및 그 설계 방법
WO2019046274A1 (en) 2017-08-30 2019-03-07 Cummins Filtration Ip, Inc. LOCK FOR AUTHENTIC FILTER RECOGNITION
JP6923490B2 (ja) 2018-07-05 2021-08-18 株式会社Soken アンテナ装置
US11705617B2 (en) * 2019-12-04 2023-07-18 Avery Dennison Retail Information Services, Llc Pad structures for antennas that allow multiple orientations with RFID straps
CN111815886B (zh) * 2020-06-16 2022-02-15 广东齐达科技有限公司 安防天线装置的控制方法、装置、防盗系统及存储介质

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6215402B1 (en) * 1998-03-13 2001-04-10 Intermec Ip Corp. Radio frequency identification transponder employing patch antenna
WO2006031501A1 (en) * 2004-09-13 2006-03-23 Avery Dennison Corporation Rfid device with position insensitivity

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19703864A1 (de) * 1997-02-03 1998-06-25 Markus Dr Ing Thieme Streifenleitungs-Antennenelement für zirkular polarisierte elektromagnetische Wellen
US6320509B1 (en) 1998-03-16 2001-11-20 Intermec Ip Corp. Radio frequency identification transponder having a high gain antenna configuration
US6147606A (en) * 1998-03-26 2000-11-14 Intermec Ip Corp. Apparatus and method for radio frequency transponder with improved read distance
JP4313951B2 (ja) * 1998-09-11 2009-08-12 モトローラ・インコーポレイテッド 静電無線周波数識別タグ装置とこれに関連する方法
TW518802B (en) * 2001-10-03 2003-01-21 Accton Technology Corp Broadband circularly polarized panel antenna
US7336243B2 (en) * 2003-05-29 2008-02-26 Sky Cross, Inc. Radio frequency identification tag
US7289075B2 (en) 2003-12-10 2007-10-30 Asahi Glass Company, Limited Planar antenna
US7158037B2 (en) * 2004-03-22 2007-01-02 Avery Dennison Corporation Low cost method of producing radio frequency identification tags with straps without antenna patterning
JP4348282B2 (ja) 2004-06-11 2009-10-21 株式会社日立製作所 無線用icタグ、及び無線用icタグの製造方法
KR100680711B1 (ko) * 2004-08-21 2007-02-09 삼성전자주식회사 향상된 대역폭을 갖는 소형 안테나와 무선 인식 및 무선센서 트랜스폰더에 이용되는 소형 렉테나
WO2006064540A1 (ja) 2004-12-14 2006-06-22 Fujitsu Limited アンテナ及び非接触型タグ
US7262701B1 (en) * 2005-05-23 2007-08-28 National Semiconductor Corporation Antenna structures for RFID devices
US7468407B2 (en) * 2005-09-26 2008-12-23 National Starch And Chemical Investment Holding Copporation Metal salts of quinolinols and quinolinol derivatives in curable compositions
JP4794974B2 (ja) * 2005-10-19 2011-10-19 富士通株式会社 タグアンテナ,これを用いるタグ及びrfidシステム。

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6215402B1 (en) * 1998-03-13 2001-04-10 Intermec Ip Corp. Radio frequency identification transponder employing patch antenna
WO2006031501A1 (en) * 2004-09-13 2006-03-23 Avery Dennison Corporation Rfid device with position insensitivity

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