CN101239604A

CN101239604A - 电子车牌

Info

Publication number: CN101239604A
Application number: CNA2007100840127A
Authority: CN
Inventors: 祝辰; 颜志权; 刘军
Original assignee: Neology Inc
Current assignee: Neology Inc
Priority date: 2007-02-09
Filing date: 2007-02-09
Publication date: 2008-08-13

Abstract

一种电子车牌，包括一主体，置于该主体上的一射频识别芯片，以及与该芯片相连的多频率/单频率谐振天线，该主体包括金属结构，该金属结构构成天线的全部/局部。主体为设有天线图案的一金属板，天线图案空白区域为开孔、开口、开槽或该三种结构的组合。主体为其上结合有带天线图案的镀金属膜的一非金属板或金属板。镀金属膜由一无线电波可穿透的材料层上粘结一层设有天线图案的金属薄膜形成，该金属薄膜粘贴于非金属板或金属板上。金属板的天线图案空白区域用低介电常数的材料填充。金属板的天线图案空白区域嵌入以低介电常数的材料封装的射频识别芯片。借助车牌主体本身构建天线，并且天线性能良好，可以很好地满足实际应用的需要。

Description

电子车牌

技术领域

本发明涉及许可证，尤其涉及车牌，特别涉及电子车牌。

背景技术

电子车牌是一项使用附着在金属车辆车牌主体上的，基于射频辨识器的身份辨识装置，一个射频辨识器由RFID(射频身份辨识)芯片和天线组成，在RFID芯片里记载了与该牌照所对应的车辆的有关信息，这些信息的应用领域可以很广，比如说：在道路上安装相应的读卡器以对车辆进行实时跟踪和记录。电子车牌可提高车辆登记和确认的效率，并提供更好的执法保证：在登记时，车辆和司机的信息可以依据法律规定的内容，存储在电子车牌的RFID芯片里。当进行车辆确认时，一个固定的或者手提式读卡器就能读出安装有该电子车牌的车辆的有关信息。

中国专利CN2548852公开的一种防伪车牌，是于车牌本体的一角设有一种非接触式IC晶片，该IC晶片内烧录有必要的资料，并覆盖一层绝缘胶，该IC晶片通过强力树脂粘贴在车牌一角，且烤设有漆层，该车牌外观与现有车牌外观比较无任何变化，其可通过读卡装置扫描，判断并读取IC晶片内部资料，核对车牌号码的正确、错误与真假，有效防止车牌被伪造；中国专利CN2473695公开的一种电子车牌，是在基础材料层一面覆有包括车号、管辖区等的视识信息载体层，基础材料层中嵌设有MIFAREI型IC卡式电子芯片，其上记载有车辆相关信息，如车号、管辖区等等，此电子芯片可用非接触式IC卡通用读写器读出其上信息，并可将信息写入存储于其上，此电子芯片上还写入存储有加密防伪算法函数。

通常，将RFID芯片安装在车辆上有两种方法：贴在挡风玻璃上以便路边固定式或者不固定点手提式读卡器的读取；或，嵌在牌照中。第一种方法，车牌和RFID芯片分离成两体，于安装/维护构成很大的麻烦，第二种方法，RFID芯片通常配接的天线，在机动车或者摩托车的车牌本体采用钢/铝质金属材质的情况，天线会受车牌本体的影响，而致使RFID芯片和读卡器的通讯受到影响，比如：有效通讯距离缩短。

如果将射频辨识器放在金属裹层内，由于周围金属的屏蔽作用，就不能被读卡器识别，如果将射频辨识器直接安在金属表面，辨识器的天线受车牌本体的影响而使得辨识器不能被识别或者只能在很短的距离内被识别。一种现有的解决办法，是在射频辨识器和车牌本体间留有一定的空间，车牌本体同时可以作为辨识器天线的后背板，在实际生产中，射频辨识器外设有一非金属包裹封装，该封装确保射频辨识器和车牌本体之间为空气或者泡沫材料之类的介质。

可见，如何有效地、一体地在金属车牌本体上构建电子车牌的天线，现有技术并没有提供好的解决方案。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于避免上述现有技术的不足之处，而对电子车牌的天线进行改进设计，直接在车辆牌照的金属本体上，或者在车辆牌照的金属/非金属本体上覆盖的金属反射性薄膜上构建天线，可以单频或者多频率共振，使得天线的性能可以很好地满足电子车牌的应用。

本发明解决上述技术问题的技术方案还包括，生产制作一种电子车牌，安装于车上，包括一主体，置于该主体上的一射频识别芯片，以及与该芯片相连的多频率/单频率谐振天线，该主体包括金属结构，该金属结构构成天线的全部/局部。

主体为设有天线图案的一金属板，该金属板的天线图案空白区域为开孔、开口、开槽或该三种结构的组合。

主体为其上结合有带天线图案的镀金属膜的一非金属板或金属板。

镀金属膜由一无线电波可穿透的材料层上粘结一层设有天线图案的金属薄膜形成，该金属薄膜粘贴于非金属板或金属板上。

金属板的天线图案空白区域用低介电常数的材料填充。

金属板的天线图案空白区域嵌入以低介电常数的材料封装的射频识别芯片。

金属板的天线图案空白区域包括至少一开口。

还包括至少一连接线，该连接线与射频识别芯片相连并固定于该主体上。

还包括一金属环，该金属环与所述射频识别芯片相连，该金属环与主体电感/电容耦合，射频识别芯片和该金属环均用低介电常数的材料密封和固定。

还包括至少一将所述主体与车的金属结构相连的金属件，该车的金属结构和该些金属件构成所述天线的一部分。

同现有技术相比，本发明的电子车牌，借助车牌主体本身构建天线，可以使车牌维持原来结构并且天线性能良好，可以很好地满足实际应用的需要。

附图说明

图1为本发明的电子车牌实施例的制作过程中车牌主体示意图，其中：图1a为初始的正面示意，图1b为初始的侧面示意，图1c为冲槽后的正面示意，图1d为冲槽后的侧面示意，图1e为加膜后的正面示意，图1f为压字后的正面示意，图1g为安装了RFID芯片后的正面示意，图1h为背面喷涂低介电常数的材料后的背面示意，图1i为背面喷涂低介电常数的材料后的侧面示意；

图2为本发明的电子车牌实施例的一种天线整体结构示意图，其中：图2a为车牌主体正面示意，图2b为车牌主体侧面示意；

图3为本发明的电子车牌实施例的一种天线实现结构示意图，其中：图3a为在车牌主体中开槽的情况，图3b为在车牌主体中开孔、电感耦合的情况，图3c为环和车牌主体电容耦合的情况，图3d为在车牌主体中开孔、并嵌入以低介电常数材料封装的射频识别芯片和线圈模块并与车牌主体电感耦合的情况，图3e为在车牌主体中开孔，并嵌入以低介电常数材料封装的射频识别芯片和线圈模块并与车牌主体电容耦合的情况；

图4为本发明的电子车牌实施例的一种天线实现结构示意图，其中：图4a为在车牌主体正面示意，图4b为车牌主体侧面示意；

图5为本发明的电子车牌实施例的一种天线构建过程车牌主体正面示意图，其中：图5a为初始状态，图5b为开孔被填充后，图5c为射频辨识带被粘贴后；

图6为本发明的电子车牌实施例的一种多频天线实现结构示意图，其中：图6a为一种车牌主体开孔方式，图6b为另一种车牌主体开孔方式；

图7为本发明的电子车牌实施例的一种天线开口实现结构示意图，其中：图7a为第一种车牌主体开孔方式，图7b为第二种车牌主体开孔方式；图7c为第三种车牌主体开孔方式；图7d为第四种车牌主体开孔方式。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明作进一步详述。

本发明的电子车牌的制作方法，如图1所示，包括的步骤有：

1、在图1a和1b所示的车牌主体上冲槽，其中，图1a为车牌主体的正面示意，图1b为车牌主体的侧面示意；

2、在图1c和1d所示的冲槽后的车牌主体上加膜，该膜之前已经进行了相应槽位的去金属化处理，其中，图1c为车牌主体的正面示意，图1d为车牌主体的侧面示意；

3、在图1e所示的加膜后的车牌主体正面压字，得到如1f所示的车牌主体正面外观；

4、在图1e所示的加膜后的车牌主体背面安装RFID芯片，在图1g所示的安装有RFID芯片的车牌主体背面喷涂低介电常数的材料，得到如图1h所示的车牌主体背面外观，而车牌主体的侧面外观则如图1i所示。

本发明的电子车牌的基本思路在于，在金属车牌本体上，通过形成不同形状的孔洞和/或沟槽的方式建立天线结构，具体的构建方式包括，但不限于：

将RFID芯片通过导电胶水之类的导电材料直接地，或者通过非直接接触的电感或电容耦合方式间接地与天线的馈电端相连，并使天线与RFID芯片在某一个或者某几个特定频率下的射频阻抗匹配，换句话说就是：使芯片和天线结构在某一个或者某些特定频率共振，再用低介电常数的材料将芯片密封到天线结构的沟槽里。

进一步地，可以由一个或者多个连接到RFID芯片的电路组成一射频辨识模块，该射频辨识模块嵌入到由低介电常数材质构成的、形状与待嵌入的天线沟槽匹配的封装中；该射频辨识模型通过导电胶水之类的导电材料直接与天线的馈电端相连；或者，可以由一个天线和一个连接到射频辨识芯片的导体线圈组成一射频辨识模块，该射频辨识模块可以进一步嵌入到由低电介质数材料构成的，做成可以嵌入牌照天线的形状的包装中使得牌照成为无空心结构，该射频辨识模块通过导体线圈以电容性或者电感性耦合的形式与天线的馈电端连接。

考虑到车牌通常采用一层铝膜来做反光薄膜以增强反光特性，通过选择地去金属化或者选择地遮盖金属化方法将天线形状制作在反光薄膜上，而RFID芯片则通过导电胶水之类的导电材料直接地，或者通过非直接接触的电感或电容耦合方式间接地与天线连接，使得该天线与RFID芯片在某一个或者某几个特定频率下的射频阻抗匹配，之后将该反光薄膜粘贴在金属/非金属车车牌主体上。如果是金属主体，为了能让该射频辨识车牌照正常工作，可以在该反光薄膜和金属车牌照之间填充一定厚度的介质，如：空气。

在一层覆盖着车牌用反光薄膜的金属车牌主体上建立天线结构，通过在金属车牌主体上形成不同形状的孔洞和/或沟槽的方式和通过选择地去金属化或者选择地遮盖金属化方法形成不同形状的天线结构，反光薄膜和金属车牌主体可以通过导电或者非导电的粘合剂粘在一起，而RFID芯片则通过导电材料连接在天线馈电端，或者，RFID芯片通过非直接接触的电感或电容耦合方式与天线连接，使得该天线与RFID芯片在某一个或者某几个特定频率下的射频阻抗匹配。

进一步地，可以由一个或者多个连接到射频辨识芯片的连接线组成一射频辨识模块，该射频辨识模块可以进一步嵌入到由低介电常数的材料构成的，做成可以嵌入牌照天线沟槽的形状的封装中，使得牌照成为无空心结构，该射频辨识模块再通过导电材料直接与天线连接；或者，由一个天线和一个连接到射频辨识芯片的导电闭路线圈组成射频辨识模块，该射频辨识模块可以进一步嵌入到由低电介质数材料构成的，做成可以嵌入牌照天线的形状的包装中使得牌照成为无空心结构，该射频辨识模块通过模块线圈以电感或电容耦合的形式与天线的馈电端相连。

还可以：将RFID芯片与一个印制或者粘贴在透明薄片上的天线相连构成一射频辨识，该射频辨识和车牌本体之间有一层一定厚度的低介电常数的材料。

结合上述的电子车牌的不同结构，天线的具体实现方法，可以进一部详细发明如下：

一种天线的构建，如图2所示，其中，从图2a为所示的车牌主体正面示意可见，在车牌主体1上开了一个缺口11，从图2b所示的车牌主体侧面示意可见，一个射频辨识器模块21和它的裹层22一起形成模块2，被放到缺口中以便使牌照正面平齐。

在这种情况，射频辨识器模块21可以和一个供给环23一起被安装，使得整个金属车牌主体1和供给环23产生电感性耦合，构成一个发射器。两种具体的实现方案参见图3，其中图3a是在金属车牌主体1边开槽的情况，图3b是在金属车牌主体1中开孔的情况，和车牌主体电感耦合的情况图3c为环和车牌主体电容耦合的情况，图3d为在车牌主体中开孔、并嵌入以低介电常数材料封装的射频识别芯片和线圈模块并与车牌主体电感耦合的情况，图3e在车牌主体中开孔，并嵌入以低介电常数材料封装的射频识别芯片和线圈模块并与车牌主体电容耦合的情况。考虑到金属车架和牌照存在的间距，而金属车架可以作为一个很好的天线反射器，所以整个发射器的增益实际能够得到进一步的增强，可以将牌照直接用螺丝4安装在金属车架5上，以构建一种和PIFA(反F型平面天线)非常类似的、带短柱的天线结构，如图4所示，其中图4a是在正面示意，图4b是侧面示意，金属螺丝4作为短柱，金属车架5作为天线的接地平面。

另一种天线的构建，如图5所示，其中，从图5a为所示的车牌主体正面示意可见，在车牌主体1上开了一个缺口11，从图5b所示的车牌主体侧面示意可见，一块非金属材料6被塞进这个缺口中，使牌照的正面和背面都呈水平，如图5c所示，在该非金属材料6上贴上一带接触垫的芯片的射频辨识带7，使该射频辨识带的两块接触垫接触到车牌主体的金属区域，该射频辨识带7可以放置在车牌主体的正面/背面。这样，整个牌照成了一个射频辨识芯片的孔洞型天线，与金属汽车架相配合，更能抵抗天线失谐。

改变该孔洞型天线的结构，使得双或者多共振成为可能，这样辨识器可以和多频率形成共振，如：UHF波段的900MHz和微波波段的2.45GHz，两种具体的实现方案参见图6，其中，图6a给出了一种双频结构，除了开孔11外，还平行设有开孔12，根据实际谐振频点的要求，两开孔的位置、尺寸等可以计算确定，射频辨识带7位于开孔11处；图6b给出了一种多频结构，除了开孔11外，还开有孔12和13，以及开槽14，并且开孔11和开孔12，开孔13竖直地将开孔11和开孔12连通，开槽14与开孔11竖直连接，射频辨识带7可位于开孔13处或开槽14处。

除了横向开孔，也可以竖向开孔或不同方向开孔的组合，如图7所示，其中：图7a为一竖开孔的情况，图7b为两竖开孔的情况；图7c为包括四竖开孔11、12、15和16的情况；图7d为两横开孔11、12加两竖开孔17、18的情况。

可在车牌主体的正面构建一个光反射性薄片，从正面遮盖了牌照内部的改动，而且还使牌照在黑夜中可见。如果光反射性薄片包含有金属，比如用金属处理的聚合物薄片，可以采用选择性金属去除技术使薄片的遮盖牌照缺口的区域去除金属物质。

对本发明的电子车牌实施例进行实际测试，车牌检测设备可于十米以外有效地读取电子车牌上的信息，相对现有技术的通讯距离在一米以内的情况来说，可见，本发明的电子车牌所揭示的天线构成方式所带来的好处是非常显著的，该技术改进，为进一步构建电子车牌的应用系统打下了牢固的基础。

本发明的实施，并不限于上述公开之实施例，任何基于上述基本思路，而做出的针对上述实施例的无须创造性劳动的替换、改进，都属于本发明的实施。

Claims

1. 一种电子车牌，安装于车上，包括一主体，置于该主体上的一射频识别芯片，以及与该芯片相连的多频率/单频率谐振天线，其特征在于：所述主体包括金属结构，该金属结构构成所述天线的全部/一部分。

2. 如权利要求1所述的电子车牌，其特征在于：所述主体为设有天线图案的一金属板，该金属板的天线图案空白区域为开孔、开口、开槽或该三种结构的组合。

3. 如权利要求1所述的电子车牌，其特征在于：所述主体为其上结合有带天线图案的镀金属膜的一非金属板或金属板。

4. 如权利要求3所述的电子车牌，其特征在于：所述镀金属膜由一无线电波可穿透的材料层上粘结一层设有天线图案的金属薄膜形成，该金属薄膜粘贴于所述非金属板或金属板上。

5. 如权利要求2所述的电子车牌，其特征在于：所述金属板的天线图案空白区域用低介电常数的材料填充。

6. 如权利要求2所述的电子车牌，其特征在于：所述金属板的天线图案空白区域嵌入以低介电常数的材料封装的射频识别芯片。

7. 如权利要求2所述的电子车牌，其特征在于：所述金属板的天线图案空白区域包括至少一开口。

8. 如权利要求1至7任一所述的电子车牌，其特征在于：还包括至少一连接线，该连接线与所述射频识别芯片相连并固定于所述主体上。

9. 如权利要求1至7任一所述的电子车牌，其特征在于：还包括一金属环，该金属环与所述射频识别芯片相连，该金属环与所述主体电感/电容耦合，所述射频识别芯片和该金属环均用低介电常数的材料密封/固定。

10. 如权利要求1至7任一所述的电子车牌，其特征在于：还包括至少一将所述主体与车的金属结构相连的金属件，该车的金属结构和该些金属件构成所述天线的一部分。