CN101743666B - 无线标签以及无线标签的制造方法 - Google Patents
无线标签以及无线标签的制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101743666B CN101743666B CN200780053803.1A CN200780053803A CN101743666B CN 101743666 B CN101743666 B CN 101743666B CN 200780053803 A CN200780053803 A CN 200780053803A CN 101743666 B CN101743666 B CN 101743666B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- antenna
- conductor
- feed
- pattern
- wireless tag
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 11
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 106
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 19
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 14
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 11
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims description 9
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims description 7
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 6
- 230000005404 monopole Effects 0.000 claims description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 10
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 10
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 10
- 230000008859 change Effects 0.000 description 8
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 7
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- -1 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
- H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/12—Supports; Mounting means
- H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
- H01Q1/2208—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles associated with components used in interrogation type services, i.e. in systems for information exchange between an interrogator/reader and a tag/transponder, e.g. in Radio Frequency Identification [RFID] systems
- H01Q1/2225—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles associated with components used in interrogation type services, i.e. in systems for information exchange between an interrogator/reader and a tag/transponder, e.g. in Radio Frequency Identification [RFID] systems used in active tags, i.e. provided with its own power source or in passive tags, i.e. deriving power from RF signal
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
Landscapes
- Details Of Aerials (AREA)
Abstract
一种无线标签以及无线标签的制造方法。本发明的目的在于提供可独立且容易地对阻抗的电阻分量和电抗分量进行调节(控制)、且容易小型化的无线标签。因此,本发明的无线标签具有:天线导体(1)、能够与该天线导体(1)进行电磁感应耦合的第1馈电导体(21)、以及与所述第1馈电导体(21)电连接的环状的第2馈电导体(22)。
Description
技术领域
本发明涉及无线标签以及无线标签的制造方法。
背景技术
RFID(Radio Frequency Identification,射频识别)系统作为无线通信系统之一已被众所周知。一般地,该RFID系统具有无线标签(也称为RFID标签)和读写器(RW)装置,通过无线通信从RW装置对无线标签进行信息的读写。
众所周知,在无线标签中有无线标签本身通过内置的电源而工作的类型(称为有源标签)和将来自RW装置的接收电波作为驱动电力而工作的类型(称为无源标签)。
对于使用无源标签的RFID系统的情况,无线标签将来自RW装置的无线信号作为驱动电力,使内置的IC或LSI等集成电路工作,进行与接收无线信号(控制信号)对应的各种处理。从无线标签到RW装置的发送是利用所述接收无线信号的反射波来进行的。即,在该反射波中载入标签ID和/或所述各种处理的结果等信息,发送到RW装置。
另外,虽然在RFID系统中利用了各种频带,但最近UHF频带(860MHz~960MHz)受到关注。与已有的13.56MHz频带和2.45GHz频带相比,UHF频带能够进行远距离通信。在日本国内,分配了952MHz~954MHz频带。
作为与用于无线标签的天线有关的现有技术,有在下述专利文献1~3以及非专利文献1中记载的技术。
在专利文献1中记载有下述内容,即:以提供提高了天线能力的环形天线为目的,除线状或带状的导电性部件构成环状、并且具有1对馈电点的环形天线主体以外,还具有满足预定条件的天线能力提高用导电部件(无馈电元件)。
在专利文献2中记载有下述的无线标签,即:以提供具有能够在多个频带进行通信的结构的无线标签为目的,该无线标签由第1导体部和线状的第2导体部形成,该第1导体部是具有长度为大约1/2波长且几乎平行的对边的环状,并在所述环状的1个边的中央部接受馈电,该第2导体部配置在所述第1导体部附近。
在专利文献3中记载有下述内容,即:以提供改善了窄频带特性并且提高了增益的带有无馈电元件的圆环天线为目的,具有无馈电元件以及至少1个基本圆环天线元件,该无馈电元件由间隔着所述基本圆环天线元件,配置在所述基本圆环天线元件的电场方向上的第1导体以及第2导体构成,当将所述第1导体和所述第2导体的外侧距两端部的长度设为La,将所述至少1个基本圆环天线元件的使用频率f0的自由空间波长设为λ0时,满足0.3×λ0≤La≤0.55×λ0。
在非专利文献1中,记载有下述的无线标签天线,即:该无线标签天线具有线状(带状)的发射元件(radiating body)、以及环状的馈电元件(feed loop),该馈电元件设置于在所述发射元件的宽度方向上偏离距离d的位置,并与所述发射元件进行感应耦合。
专利文献1:日本特开2000-77928号公报
专利文献2:日本特开2004-295297号公报
专利文献3:日本特开2006-33298号公报
非专利文献1:H.-W.Son and C.-S.Pyo,“Design of RFID tag antennasusing an inductively coupled feed”,Electronics Letters,Vol.41,No.18,1stSeptember 2005
无线标签的天线(以下也称为标签天线)和IC或LSI等集成电路之间的匹配(匹配损耗)特性是决定无线标签性能(通信距离)的重要因素。
用于无线标签的所述集成电路的阻抗(Z=R+jX)是例如实部(电阻分量R)=几十欧姆(Ω),虚部(电抗分量jX)=-j几百欧姆左右,因此,需要使标签天线与该阻抗匹配(matching),即,使得标签天线的阻抗与集成电路的阻抗成为复数共轭的关系。
另外,由于无线标签的粘贴对象(金属、塑料、纸类等)和/或邻近物的影响,匹配状态容易变化(即通信距离容易变化,有时甚至不能通信)。
由于这些理由,期望能够容易地对无线标签进行匹配调节的结构。
但是,专利文献1~3中所记载的技术均是集成电路直接与环状的天线元件(以下也称为天线图案或环形天线)的馈电部连接的结构(即,天线图案与馈电部成为一体的结构),取得(调节)天线图案与芯片电路之间的阻抗匹配是非常困难的。尤其是,单独地对阻抗(Z)的电阻分量(R)和电抗分量(X)进行控制(调节)(即,使得能够与R和/或X不同的所有集成电路的阻抗匹配)是极其困难的。
并且,在专利文献1以及3中,设置在天线图案附近的无馈电元件是以提高天线的增益和稳定散射截面的频率特性为目的而设置的,并不是以阻抗调节为目的。另一方面,在专利文献2中,设置在天线图案附近的无馈电元件(第2导体)即使是用于阻抗调节,也不能单独地对电阻分量(R)和电抗分量(X)进行调节(关于调节没有公开也没有给出启示)。
与此相对,在非专利文献1中,记载有能够单独地改变电阻分量(R)和电抗分量(X)的无线标签。即,根据非专利文献1的式(5a),能够依赖于线状的发射元件和环状的馈电元件之间的距离d(互感M)而改变电阻分量R,并根据该文献中的式(5b),能够基于环状的馈电元件的长度(Lloop)而改变电抗分量X。
但是,在该非专利文献1的技术中,为了改变电阻分量R至少必须改变所述距离d,即必须改变发射元件和环状的馈电元件的配置位置,由于集成电路的阻抗,而增大了无线标签的尺寸,无线标签难以实现小型化。
另外,例如,如图16的(1)以及(2)所示,有时为了保护集成电路300或加强无线标签,在无线标签上设有覆盖所述集成电路300的保护(加强)部件400,但在天线图案100和连接有集成电路300的馈电部构成为一体的情况下,由于该保护部件400的边(端部)产生横穿天线图案100的部分(交叉部分),弯曲负荷容易集中到该部分,所以天线图案100在该部分容易断裂。
发明内容
本发明是鉴于以上课题而创造的,其目的之一在于,提供可单独且容易地对阻抗的电阻分量和电抗分量进行调节(控制)、且容易小型化的无线标签。
另外,另一个目的在于能够防止由覆盖集成电路部分(馈电部)的保护部件或加强部件导致的天线图案的断裂。
并且,不限于上述目的,取得通过现有技术不能得到的作用和效果也可确定为本发明的另一个目的,这种作用和效果将通过后述的用于实施发明的最佳方式中示出的各结构而导出。
为了达到上述目的,本发明使用下面示出的无线标签。
(1)即,本发明的无线标签具有:天线导体、能够与所述天线导体进行电磁感应耦合的第1馈电导体、以及与所述第1馈电导体电连接的环状的第2馈电导体,和所述第1以及第2馈电导体电连接的集成电路与所述天线导体之间的阻抗的电阻分量通过改变所述第1馈电导体的、与所述天线导体进行电磁感应耦合的部分的电气长度而被调节,和所述第1以及第2馈电导体电连接的集成电路与所述天线导体之间的阻抗的电抗分量通过改变所述第2馈电导体的电气长度而被调节。
(2)这里,所述第1馈电导体可以具有偶极天线形状或单极天线形状。
(3)另外,也可以将所述天线导体和第1馈电导体和第2馈电导体分别设置在电介质基板的1个表面上。
(4)另外,也可以将所述天线导体设置在电介质基板的1个表面上,并且将所述第1以及第2馈电导体分别设置在所述电介质基板的另外1个表面上。
(5)另外,所述无线标签还可以设有加强部件,该加强部件避开所述天线导体对所述第1以及第2馈电导体进行覆盖。
(6)另外,优选所述第1馈电导体的、与所述天线导体进行电磁感应耦合的部分的电气长度被设定为所述天线导体的收发信号的波长的二分之一以下。
(7)另外,优选所述第2馈电导体的电气长度比所述天线导体的收发信号的波长短。
(8)另外,本发明的无线标签的制造方法包括下述步骤:形成天线导体,形成能够与所述天线导体进行电磁感应耦合的第1馈电导体,以及形成与所述第1馈电导体电连接的环状的第2馈电导体,其中,通过改变所述第1馈电导体的、与所述天线导体进行电磁感应耦合的部分的电气长度,来调节和所述第1以及第2馈电导体电连接的集成电路与所述天线导体之间的阻抗的电阻分量,通过改变所述第2馈电导体的电气长度,来调节和所述第1以及第2馈电导体电连接的集成电路与所述天线导体之间的阻抗的电抗分量。
根据本发明,通过单独地改变第1以及第2馈电导体的尺寸,无需改变与天线导体之间的配置关系(距离),就能分别对电阻分量和电抗分量进行控制(调节)。因而,能够实现容易进行阻抗匹配且容易小型化的无线标签。
另外,由于天线导体与第1以及第2馈电导体在物理上是分离的,因而容易进行单独的设计、制造,还能够容易进行用于调节阻抗匹配的所述尺寸变更。
并且,由于天线导体与第1以及第2馈电导体在物理上是分离的,因而容易避开天线导体来设置保护或加强部件,也容易防止由该部件导致的天线导体断裂。
附图说明
图1是示出本发明的一个实施方式的无线标签的结构(导体图案)的平面图。
图2是示出图1所示的无线标签的变形例的图。
图3是说明图2所示的无线标签的仿真条件的图。
图4是说明在图3所示的仿真条件下的、天线阻抗与集成电路(标签LSI)阻抗之间的关系的史密斯圆图。
图5是示出在图3所示的仿真条件下的、无线标签的频率-增益特性的图。
图6是示出在图3所示的仿真条件下的、无线标签的频率-通信距离特性的图。
图7是说明本实施方式的无线标签的第1阻抗匹配方法的图。
图8是说明本实施方式的无线标签的第2阻抗匹配方法的图。
图9是说明本实施方式的无线标签的第3阻抗匹配方法的图。
图10是说明本实施方式的无线标签的第4阻抗匹配方法的图。
图11是说明本实施方式的无线标签的第5阻抗匹配方法的图。
图12是说明本实施方式的无线标签的第6阻抗匹配方法的图。
图13是说明本实施方式的无线标签的制造方法的图。
图14是示出图1以及图2所示的无线标签的变形例的平面图。
图15是示出图1以及图2所示的无线标签的变形例的平面图。
图16是说明现有技术的课题的图。
标号说明
1天线图案(天线导体)、2馈电图案(匹配图案、馈电部)、21线状图案(偶极部、第1馈电导体)、22环状图案(第2馈电导体)、3集成电路、4电介质(保护(加强)部件)、5树脂材料、10a和10b树脂膜、11电介质(基板)
具体实施方式
下面,参照附图说明本发明的实施方式。但本发明不限于下面所示的实施方式,可在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变形来实施是不言而喻的。
[1]一个实施方式的说明
图1是示出本发明的一个实施方式的无线标签的结构(导体图案)的平面图,该图1所示的无线标签(以下,也称为标签天线)具有:两端经多次弯曲而形成的线状(或带状)的天线图案(天线导体)1、设置在由该天线图案1的所述弯曲形成部分和该部分以外的直线部分所包围的区域的、用于阻抗调节的馈电图案(匹配部)2、以及与该馈电图案2的馈电部电连接的IC或LSI等集成电路3(以下,有时标记为标签LSI 3)。并且,例如,如图3的(2)示意性地示出那样,所述图案1、2设置在作为无线标签的结构材料的电介质(层)内。
馈电图案(以下也称为匹配图案)2发挥将由天线图案1接收到的电波作为驱动电力向集成电路3供电,或者将来自内置于集成电路3中的驱动电源的电力提供给天线图案1的馈电部的功能,该馈电图案2具有:2个线状(或带状)的图案(线状图案;第1馈电导体)21,其以高频方式与所述天线图案1耦合(电磁感应耦合);以及环(四边形)状的图案(环状图案:第2馈电导体)22,其与该线状图案21分别连通并电连接。
所述线状图案21分别从环状图案22的所述馈电部(集成电路3)附近处进行分支,彼此向相反的方向与天线图案1的所述直线部分平行地延伸。如果着眼于形状,则在本示例中,该线状图案21设置为相对于集成电路3左右对称,具有与所谓的偶极天线同等的形状。因此,以下,有时将线状图案21标记为偶极部21。当然,该线状天线21也可以只设置1根,设为与单极天线同等的形状。
但是,优选匹配图案2(偶极部21以及环状图案22)以作为整体几乎不对天线图案1的电波收发作出贡献的方式对该匹配图案2的尺寸等进行设定。优选例如将所述环状图案22的全长设定为比要通过天线图案1收发的电波的波长足够短的长度,将与天线图案1进行所述电磁感应耦合的偶极部21的长度设定为在要通过天线图案1收发的电波的波长的二分之一(半波长)以下。
因而,对于匹配图案2,其目的、功能与天线元件(发射元件)或为了提高增益或调节匹配而配置在天线元件附近的元件(无馈电元件)不同(匹配图案2在作为“馈电”图案这一点上也不相同)。并且,如后述那样,将偶极部21的长度设定为半波长以下也意味着使得流过各个偶极部21的电流的方向相同,而容易向天线图案1馈电(电磁感应耦合)。
在如上述那样构成的无线标签中,当改变了所述匹配图案2的偶极部21的长度(电气长度)时,主要是能够改变标签天线的阻抗(天线阻抗)的电阻分量(R),换言之,能够改变阻抗Z的倒数即导纳(Y=G+jB)的实部(电导分量G),当改变环状图案22的环长(电气长度)时,主要是能够改变天线阻抗的电抗分量(X),换言之,能够改变导纳Y的虚部(电纳分量B)。并且,将在后面叙述其详细内容。
另外,由于天线图案1与匹配图案2在物理上是分离(独立)的,因而容易单独对馈电图案2和天线图案1的尺寸进行调节(控制),例如,使匹配图案2是通用的而只替换天线图案1,或者使天线图案1是通用的而只替换匹配图案2,由此能够容易地改变标签天线的尺寸,而不需要锡焊等工序。因而,在对无线标签进行再利用时等,能够容易地实现天线图案1或匹配图案2的循环使用,非常有助于节省资源。
但是,图1(图2的(1)也相同)所示的无线标签的导体图案也可以如图2的(2)所示那样,将天线图案1、匹配图案2中的环状图案22以及偶极部21的至少一部分弯曲形成为曲柄状。
这样,能够取得天线图案1与匹配图案2(主要是偶极部21)之间的电磁感应耦合部分的较长的电气长度,因而能够以相同的外形尺寸和谐振频率,来取得更大的电导(参照虚线框)。因而,也能够应对并联电阻分量小的标签天线。
并且,天线图案1以及匹配图案2(偶极部21以及环状图案22)当然不限于图1所示的形状。只要能够根据所需电导确保所述电磁感应耦合部分的所需电气长度,则能够适当改变图案形状。
在图4~图6中示出了以图2的(2)所示的结构为前提的仿真结果。但是,各图案的尺寸如图3的(1)所示那样,图案宽度全部设为1mm、图案电导率σ设为2×106S/m、图案厚度设为18μm,如图3的(2)所示,设为用厚度为0.75mm的电介质(相对介电常数=3.0、介质损耗0.01)夹持图案的两个表面的结构。另外,使用频率设为800MHz~1100MHz的频带。并且,为了简单,保护(加强)部件没有进行模型化。如果加强部件与电介质的电气特性几乎相同,则对通信特性带来的影响较小。
如果集成电路3的阻抗与标签天线的阻抗(以下,也简称为“天线阻抗”)存在复数共轭的关系,则处于取得了集成电路3与标签天线之间的阻抗匹配的状态,因此,例如如图4所示,当标签LSI 3的阻抗在史密斯圆图上位于虚线框所示的范围内时,如果能够在与该范围处于复数共轭的关系的范围内改变天线阻抗,则能够取得至少在该范围内的所有的阻抗与标签LSI 3的匹配。
并且,如图5所示,当天线图案1的长度(电气长度)变成大致半波长时,无线标签的增益达到最大。其结果是,如图6所示,作为标签天线能够获得在实用上足够的通信距离(读取范围)。并且,当期望在频率更高的频带内使用时(例如,日本的952~954MHz),只要缩短标签天线长度(电气长度)即可,相反,当期望在频率更低的频带内使用时(例如,欧洲的869MHz),只要延长标签天线长度(电气长度)即可。
这里,图6所示的所述通信距离(r)可通过下面的式(1)以及式(2)来计算。
λ:波长
Pt:读写器(RW)的功率
Gt:天线增益
q:匹配系数
Pth:集成电路3的最小工作功率
Gr:标签天线增益
Rc、Xc:集成电路3的电阻、电抗(阻抗Zc=Rc+jXc)
Ra、Xa:标签天线的电阻、电抗(阻抗Za=Ra+jXa)
仿真的计算条件如下面的表1所示。
[表1]
计算条件
并且,在上述表1中,Rcp表示与集成电路3的阻抗Zc的倒数即导纳(Yc=1/Zc=G+jB)的电导(G)分量相当,Ccp表示与集成电路3的导纳(Yc)的电纳(B)分量相当。
接着,下面对所述无线标签的阻抗调节方法进行说明。
(匹配调节1)
如图7的(1)的a、b、c所示,如果改变匹配图案2的环状图案22的尺寸(标签天线的宽度方向(纸面上下方向))的长度(电气长度)),则史密斯圆图上的阻抗轨迹就会如图7的(2)所示那样变化。
即,如果缩短环状图案22的所述宽度方向的长度,则在史密斯圆图上阻抗轨迹就会逆时针旋转(变化)。这意味着电纳分量(B)的绝对值变大。因而,如果改变环形图案22的所述宽度方向的长度,则能够调节标签天线的输入电纳。
并且,随着史密斯圆图上的所述阻抗轨迹的逆时针旋转的变化,该阻抗轨迹描绘的圆也变小,这意味着电导分量(G)变小。因而,如果缩短环状图案22的所述宽度方向的长度,则也能够同时调节标签天线的输入电导。但是,能够进行以电导分量与电纳分量中对变化的贡献度较大的一个为主的匹配调节。
(匹配调节2)
另外,如图8的(1)的a、b、c所示,如果改变匹配图案2的偶极部(两个线状图案)21的长度(即,主要是与天线图案1进行电磁感应耦合的部分的长度(电气长度)),则在史密斯圆图上阻抗轨迹就会如图8的(2)所示那样变化。
即,如果缩短各偶极部21的长度(电气长度),则在史密斯圆图上阻抗轨迹描绘的圆就会变小。这意味着偶极部21与天线图案1之间的电磁感应耦合的耦合度减弱,电导分量(G)变小。
因而,通过改变偶极部21的长度(电气长度),能够主要调节标签天线的输入电导。
(匹配调节3)
另外,如图9的(1)的a、b、c所示,当只改变匹配图案2的偶极部21的一方的长度(电气长度)时,史密斯圆图上的阻抗轨迹也如图9的(2)所示那样变化。
即,如果缩短偶极部21的一方的长度(电气长度),则偶极部21与天线图案1之间的电磁感应耦合的耦合度减弱,在史密斯圆图上所述阻抗轨迹描绘的圆变小,所以电导分量(G)变小。
因而,通过改变偶极部21的一方的长度(电气长度),也能够主要调节标签天线的输入电导。
(匹配调节4)
另外,如图10的(1)的a、b、c所示,如果改变匹配图案2的环状图案22的尺寸(标签天线的长度方向(纸面左右方向)的长度(电气长度)),则在史密斯圆图上阻抗轨迹就会如图10的(2)所示那样变化。
即,如果缩短环状图案22的所述长度方向的长度(电气长度),则在史密斯圆图上阻抗轨迹就会逆时针方向旋转(变化)。这意味着电纳分量(B)的绝对值变大。因而,通过改变环状图案22的所述长度方向的长度(电气长度),能够调节标签天线的输入电纳。
并且,在图10的(2)中,随着史密斯圆图上的所述阻抗轨迹的逆时针变化,该阻抗轨迹描绘的圆也变小(即,电导分量变小)。因而,如果缩短环状图案22的所述长度方向的长度,则也能够同时调节标签天线的输入电导。但是,能够进行以电导分量与电纳分量中对变化的贡献度较大的一个为主的匹配调节。
(匹配调节5)
如图11所示,在避开天线图案1由环氧树脂等电介质4对匹配图案2(偶极部21以及环状图案22)和集成电路3进行覆盖来进行保护(加强)时,通过改变该电介质(以下,也称为LSI保护部件)4的介电常数,偶极部21以及环状图案22的电气长度将发生变化,因而能够进行匹配调节。
例如,如果提高电介质4的介电常数,则环形图案22显得变长,因而电纳的绝对值变小,并且偶极部21显得变长,因而电导变大。并且,在图11中,标号5表示对标签天线整体进行覆盖的树脂部件。
在图12中示出计算示例。在图12中,如(1)所示,示出了与假设电介质4的相对介电常数=1.5、介电损耗=0.0的情况(模型情况a)、以及假设电介质4的相对介电常数=10.0、介电损耗=0.0的情况(模型情况b)这2个模型情况有关的仿真结果,在(2)中,示出了史密斯圆图上的阻抗变化(使用频带=800MHz~1100MHz)。但是,无论对于哪种模型情况a、b,均假设对标签天线整体进行覆盖的树脂部件5的相对介电常数=3.0、介电损耗tanδ=0.01。
由图12的(2)可得知,如果提高电介质4的介电常数,则史密斯圆图上的阻抗轨迹描绘的圆变大。另外,得知稍微地顺时针旋转(变化)。这意味着,偶极部21以及环状图案22均显得变长,因而电纳分量的绝对值变小。另外,由于偶极部21显得变长,因而馈电图案2与天线图案1之间的电磁感应耦合的耦合度增强,其结果是电导分量变大。
并且,也可以部分地改变所述LSI保护部件4的介电常数。例如,也能够对覆盖偶极部21的部分、以及覆盖环形图案22的部分独立地设定介电常数。这样,由于能够单独地改变偶极部21的电气长度和环形图案22的电气长度,因而能够分别对标签天线的输入电导和输入电纳进行调节。
如上所述,根据本实施方式的无线标签,通过单独地改变馈电图案2的偶极部21和环形图案22的尺寸,无需改变与天线图案1之间的配置关系(距离等),就能分别对电阻分量和电抗分量(电导分量和电纳分量)进行控制(调节)。因而,能够实现容易进行阻抗匹配且容易小型化的无线标签。
另外,由于天线图案1和馈电图案2(偶极部21以及环状图案22)在物理上是分离的,因而容易进行单独的设计、制造,能够容易进行用于调节阻抗匹配的所述尺寸变更。
并且,由于天线图案1和馈电图案2在物理上是分离(独立)的,因而,如图11所示,容易避开天线图案1由电介质4对匹配图案2(偶极部21以及环状图案22)和集成电路3进行覆盖来进行保护(加强)。因而,不会像现有技术那样LSI保护部件4产生横穿天线图案1的部分,能够防止在该部分的断裂。
(制造方法)
接着,对上述标签天线的制造方法进行说明。
其中1个方法是下述方法,即:在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等树脂膜、或者印制电路板等的电介质(基板)的一个表面上分别形成天线图案1和馈电图案2。对于各图案1、2的形成顺序,无论哪个在先都可以,也可以是同时形成。然后,根据需要,用保护(加强)部件对馈电图案2进行覆盖。另外,根据需要,用所需的树脂部件对标签天线整体进行覆盖。
另外,作为其它方法,有下述方法,即:在树脂膜、印制电路板等的电介质(基板)的各个表面独立地形成天线图案1和馈电图案2。即,在电介质基板的1个表面上形成天线图案1,在另1个表面上形成馈电图案2。
例如,如图13所示,(1)在第1树脂膜10a的表面形成天线图案1,并且(2)在第2树脂膜10b的表面形成馈电图案2,(3)将这些膜10a、10b中的1个粘贴在电介质(基板)11的1个表面上,将这些膜10a、10b中的另1个粘贴在该电介质11的另1个表面上。
然后,根据需要,用保护(加强)部件对馈电图案2进行覆盖。另外,根据需要,用所需的树脂部件对标签天线整体进行覆盖。
这样,在期望不改变标签天线的谐振频率来调节匹配、或不改变匹配来调节谐振频率时,仅对1个表面上的图案1、2进行变更即可,因而在成本方面是有利的。
[2]变形例
所述无线标签的导体图案例如也可以是图14所示的形状,还可以是图15所示的形状。
对于图14所示的无线标签,天线图案1具有弯曲为“コ”字状的形状(“コ”字图案),并且将馈电图案2设置为,在该“コ”字图案的宽度一部分形成得较窄处偶极部21与天线图案1进行电磁感应耦合。
这里,在本示例中,也通过将偶极部21的电气长度设定为半波长以下,能够使得流过各偶极部21的电流的方向成为相同方向,能够进行馈电。通过设定为这样的配置,如上所述,能够以接近正方形的形状(60mm×50mm)来实现能够独立且容易地对阻抗的电阻成份和电抗成份进行调节的无线标签。
另一方面,图15所示的无线标签是将所谓的折叠偶极天线应用于天线图案1,与馈电图案2进行组合的结构,将馈电图案2设置为,L字上的偶极部21分别与该天线图案1的对置的长边(优选长度为半波长或大致半波长)进行电磁感应耦合。
但是,对于折叠偶极天线1的对置的长边而言,需要使电流向相同的方向流动,因而优选各偶极部21与天线模式1进行电磁感应耦合的直线部分的方向形成为彼此相反的方向。
产业上的可利用性
如上所述,根据本发明,能够提供可独立且容易地对阻抗的电阻分量和电抗分量进行调节(控制)、且容易小型化的无线标签,因而可认为对无线通信技术领域、进行物品的生产、库存、流通管理等的技术领域是极其有用的。
Claims (8)
1.一种无线标签,其特征在于,该无线标签具有:
天线导体;
能够与所述天线导体进行电磁感应耦合的第1馈电导体;以及
与所述第1馈电导体电连接的环状的第2馈电导体,
和所述第1以及第2馈电导体电连接的集成电路与所述天线导体之间的阻抗的电阻分量通过改变所述第1馈电导体的、与所述天线导体进行电磁感应耦合的部分的电气长度而被调节,
和所述第1以及第2馈电导体电连接的集成电路与所述天线导体之间的阻抗的电抗分量通过改变所述第2馈电导体的电气长度而被调节。
2.根据权利要求1所述的无线标签,其特征在于,
所述第1馈电导体具有偶极天线形状或单极天线形状。
3.根据权利要求1所述的无线标签,其特征在于,
所述天线导体、第1馈电导体和第2馈电导体分别设置在电介质基板的一个表面上。
4.根据权利要求1所述的无线标签,其特征在于,
所述天线导体设置在电介质基板的一个表面上,并且所述第1以及第2馈电导体分别设置在所述电介质基板的另外一个表面上。
5.根据权利要求1所述的无线标签,其特征在于,
该无线标签设有加强部件,该加强部件避开所述天线导体对所述第1以及第2馈电导体进行覆盖。
6.根据权利要求1所述的无线标签,其特征在于,
所述第1馈电导体的、与所述天线导体进行电磁感应耦合的部分的电气长度被设定为所述天线导体的收发信号的波长的二分之一以下。
7.根据权利要求1所述的无线标签,其特征在于,
所述第2馈电导体的电气长度比所述天线导体的收发信号的波长短。
8.一种无线标签的制造方法,其特征在于,该制造方法包括下述步骤:
形成天线导体;
形成能够与所述天线导体进行电磁感应耦合的第1馈电导体;以及
形成与所述第1馈电导体电连接的环状的第2馈电导体,
其中,
通过改变所述第1馈电导体的、与所述天线导体进行电磁感应耦合的部分的电气长度,来调节和所述第1以及第2馈电导体电连接的集成电路与所述天线导体之间的阻抗的电阻分量,
通过改变所述第2馈电导体的电气长度,来调节和所述第1以及第2馈电导体电连接的集成电路与所述天线导体之间的阻抗的电抗分量。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2007/064138 WO2009011041A1 (ja) | 2007-07-18 | 2007-07-18 | 無線タグ及び無線タグの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101743666A CN101743666A (zh) | 2010-06-16 |
CN101743666B true CN101743666B (zh) | 2013-04-03 |
Family
ID=40259390
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN200780053803.1A Expired - Fee Related CN101743666B (zh) | 2007-07-18 | 2007-07-18 | 无线标签以及无线标签的制造方法 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8493183B2 (zh) |
EP (1) | EP2169767A4 (zh) |
JP (1) | JP5018884B2 (zh) |
KR (1) | KR101102122B1 (zh) |
CN (1) | CN101743666B (zh) |
WO (1) | WO2009011041A1 (zh) |
Families Citing this family (43)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009013817A1 (ja) * | 2007-07-25 | 2009-01-29 | Fujitsu Limited | 無線タグ |
JP2010200202A (ja) | 2009-02-27 | 2010-09-09 | Sony Corp | アンテナ |
JP2010268023A (ja) * | 2009-05-12 | 2010-11-25 | Toppan Printing Co Ltd | Icタグ |
PL2256673T3 (pl) * | 2009-05-29 | 2014-04-30 | Fraunhofer Ges Forschung | Transponder RFID do montażu na metalu i sposób jego wytwarzania |
FI20095965A0 (fi) * | 2009-09-18 | 2009-09-18 | Valtion Teknillinen | Antennirakenne esimerkiksi RFID-transponderia varten |
TW201119125A (en) * | 2009-11-16 | 2011-06-01 | Claridy Solutions Inc | RFID tag antenna having double-open ends coupler structure |
US20120018504A1 (en) * | 2010-07-23 | 2012-01-26 | Sensormatic Electronics, LLC | Tag having three component unitary pole antenna |
US20120018505A1 (en) * | 2010-07-23 | 2012-01-26 | Sensormatic Electronics , Llc | Tag having dipole-loop antenna |
JP5796699B2 (ja) * | 2010-11-12 | 2015-10-21 | 戸田工業株式会社 | 折返しダイポールアンテナ、該折返しダイポールアンテナを用いたrfタグ |
US8854266B2 (en) * | 2011-08-23 | 2014-10-07 | Apple Inc. | Antenna isolation elements |
JP5639606B2 (ja) * | 2012-02-27 | 2014-12-10 | 三智商事株式会社 | 無線icタグ |
CN103377393A (zh) * | 2012-04-28 | 2013-10-30 | 晶彩科技股份有限公司 | 可调节感应距离的rfid标签结构及其制造方法 |
US9203139B2 (en) | 2012-05-04 | 2015-12-01 | Apple Inc. | Antenna structures having slot-based parasitic elements |
EP3429027B1 (en) | 2012-07-20 | 2020-07-22 | AGC Inc. | Antenna device and wireless apparatus including same |
US9123018B2 (en) * | 2013-03-13 | 2015-09-01 | T+Ink, Inc. | System and method for identifying one or more objects hung from a display peg |
CN103400186A (zh) * | 2013-08-11 | 2013-11-20 | 章伟 | 一种具有抗干扰功能的rfid标签 |
CN103434759B (zh) * | 2013-08-21 | 2015-11-18 | 江苏联浩科技有限公司 | 具有提高读写灵敏度的电子标签卷烟包装箱 |
CN103633429B (zh) * | 2013-09-10 | 2016-05-11 | 刘琦 | 高定向可集成于包裹快递单中的rfid标签天线 |
JP6252690B2 (ja) * | 2014-12-16 | 2017-12-27 | 株式会社村田製作所 | 無線通信デバイスおよびこれを取り付けた物品 |
US11059647B2 (en) | 2015-03-03 | 2021-07-13 | Touchcode Holdings, Llc | Apparatus, systems and methods for identifying products |
JP5833271B1 (ja) | 2015-08-26 | 2015-12-16 | ニッタ株式会社 | Icタグ収容体及びこれを備えたicタグ付きゴム製品 |
JP6478901B2 (ja) | 2015-11-30 | 2019-03-06 | ニッタ株式会社 | Icタグ、icタグ収容体及びicタグ付きゴム製品 |
US20190138876A1 (en) * | 2016-04-14 | 2019-05-09 | Nok Corporation | Ic tag and method of manufacturing ic tag |
US10109910B2 (en) * | 2016-05-26 | 2018-10-23 | Delphi Technologies, Inc. | Antenna device with accurate beam elevation control useable on an automated vehicle |
JP6942954B2 (ja) * | 2016-11-11 | 2021-09-29 | 東洋製罐グループホールディングス株式会社 | Rfタグ |
EP3549067B1 (en) * | 2016-12-01 | 2021-09-01 | Avery Dennison Retail Information Services, LLC | Improving performance of rfid tags |
US10050353B2 (en) * | 2016-12-30 | 2018-08-14 | Michael Bank | Wide band antenna |
JP6976865B2 (ja) * | 2018-01-05 | 2021-12-08 | ニッタ株式会社 | Icタグ |
CN108399347B (zh) * | 2018-03-19 | 2024-03-12 | 南京思追特电子科技有限公司 | 控制超高频近场rfid系统的标签识别范围的方法 |
JP7015054B2 (ja) * | 2018-04-03 | 2022-02-02 | 学校法人金沢工業大学 | 電力変換装置、及び、折返しダイポールアンテナ |
CN113711237A (zh) * | 2019-04-24 | 2021-11-26 | 京瓷株式会社 | Rfid标签 |
SE543434C2 (en) * | 2019-06-26 | 2021-02-16 | Stora Enso Oyj | A UHF RFID tag |
US11404786B2 (en) * | 2019-07-03 | 2022-08-02 | City University Of Hong Kong | Planar complementary antenna and related antenna array |
JP7157970B2 (ja) * | 2019-07-19 | 2022-10-21 | 大王製紙株式会社 | Rfidタグ及びアンテナ |
EP3789918A1 (en) * | 2019-09-06 | 2021-03-10 | Advanced Material Development Limited | Carbon-based antennas |
JP7457519B2 (ja) * | 2020-02-18 | 2024-03-28 | 株式会社ブリヂストン | 航空機用タイヤ |
CN111428844A (zh) * | 2020-03-24 | 2020-07-17 | 上扬无线射频科技扬州有限公司 | 一种可应用于密集分布环境下的rfid标签 |
TW202210292A (zh) | 2020-04-30 | 2022-03-16 | 日商新田股份有限公司 | Ic標籤及其製造方法 |
JP2022096329A (ja) * | 2020-12-17 | 2022-06-29 | 大王製紙株式会社 | Rfidタグ及びその製造方法 |
CN112909526A (zh) * | 2021-01-22 | 2021-06-04 | 宁波大学 | 一种双频点超高频宽带标签天线 |
TWI765743B (zh) * | 2021-06-11 | 2022-05-21 | 啓碁科技股份有限公司 | 天線結構 |
WO2022269541A1 (en) * | 2021-06-24 | 2022-12-29 | Avery Dennison Retail Information Services Llc | Microwave tolerant rfid system and components |
DE102022000123B4 (de) | 2022-01-14 | 2023-10-12 | Id4Us Gmbh | Multifunktionales RFID-Radaretiketten-System |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1312928A (zh) * | 1998-08-14 | 2001-09-12 | 3M创新有限公司 | 射频识别系统的应用 |
CN1835283A (zh) * | 2005-03-17 | 2006-09-20 | 富士通株式会社 | 标签天线 |
CN1855626A (zh) * | 2005-04-28 | 2006-11-01 | 株式会社日立制作所 | 具有宽的定向性和低的通信距离缩短程度的无线ic标签 |
Family Cites Families (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19516227C2 (de) * | 1995-05-03 | 2002-02-07 | Infineon Technologies Ag | Datenträgeranordnung, insbesondere Chipkarte |
JP2000077928A (ja) | 1998-09-03 | 2000-03-14 | Lintec Corp | ループアンテナ及びデータキャリア |
US6975834B1 (en) * | 2000-10-03 | 2005-12-13 | Mineral Lassen Llc | Multi-band wireless communication device and method |
AU2002255430A1 (en) * | 2002-04-25 | 2003-11-11 | Cet Technologies Pte Ltd | An antenna |
JP2004201278A (ja) * | 2002-12-06 | 2004-07-15 | Sharp Corp | パターンアンテナ |
JP4097139B2 (ja) | 2003-03-26 | 2008-06-11 | Necトーキン株式会社 | 無線タグ |
DE602004026344D1 (de) * | 2003-11-04 | 2010-05-12 | Avery Dennison Corp | Rfid-etikett mit verbesserter lesbarkeit |
JP3791923B2 (ja) | 2004-01-13 | 2006-06-28 | 株式会社東芝 | 無線通信端末 |
JP4413698B2 (ja) | 2004-07-15 | 2010-02-10 | 日本電業工作株式会社 | 無給電素子付きリングアンテナ |
US20060044769A1 (en) * | 2004-09-01 | 2006-03-02 | Forster Ian J | RFID device with magnetic coupling |
US7292200B2 (en) * | 2004-09-23 | 2007-11-06 | Mobile Mark, Inc. | Parasitically coupled folded dipole multi-band antenna |
KR100793060B1 (ko) * | 2004-12-08 | 2008-01-10 | 한국전자통신연구원 | 유도 결합 급전 방식의 안테나, rfid 태그 및 안테나임피던스 정합방법 |
US7545328B2 (en) * | 2004-12-08 | 2009-06-09 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Antenna using inductively coupled feeding method, RFID tag using the same and antenna impedance matching method thereof |
JP2006217511A (ja) * | 2005-02-07 | 2006-08-17 | Alps Electric Co Ltd | ダイポールアンテナ |
WO2006098004A1 (ja) * | 2005-03-15 | 2006-09-21 | Fujitsu Limited | アンテナ、及びrfidタグ |
JP4330575B2 (ja) | 2005-03-17 | 2009-09-16 | 富士通株式会社 | タグアンテナ |
JP4508242B2 (ja) * | 2005-08-12 | 2010-07-21 | 株式会社村田製作所 | アンテナ構造およびそれを備えた無線通信装置 |
JP4801951B2 (ja) * | 2005-08-18 | 2011-10-26 | 富士通フロンテック株式会社 | Rfidタグ |
DE102005042444B4 (de) * | 2005-09-06 | 2007-10-11 | Ksw Microtec Ag | Anordnung für eine RFID - Transponder - Antenne |
WO2007119992A1 (en) * | 2006-04-19 | 2007-10-25 | Lg Innotek Co., Ltd | Rfid antenna and rfid tag |
WO2008051057A1 (en) * | 2006-10-26 | 2008-05-02 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Loop antenna |
US7762472B2 (en) * | 2007-07-04 | 2010-07-27 | Murata Manufacturing Co., Ltd | Wireless IC device |
WO2009110382A1 (ja) * | 2008-03-03 | 2009-09-11 | 株式会社村田製作所 | 複合アンテナ |
-
2007
- 2007-07-18 CN CN200780053803.1A patent/CN101743666B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2007-07-18 KR KR1020107000973A patent/KR101102122B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2007-07-18 JP JP2009523479A patent/JP5018884B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2007-07-18 WO PCT/JP2007/064138 patent/WO2009011041A1/ja active Application Filing
- 2007-07-18 EP EP07790893A patent/EP2169767A4/en not_active Withdrawn
-
2009
- 2009-12-29 US US12/648,675 patent/US8493183B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1312928A (zh) * | 1998-08-14 | 2001-09-12 | 3M创新有限公司 | 射频识别系统的应用 |
CN1835283A (zh) * | 2005-03-17 | 2006-09-20 | 富士通株式会社 | 标签天线 |
CN1855626A (zh) * | 2005-04-28 | 2006-11-01 | 株式会社日立制作所 | 具有宽的定向性和低的通信距离缩短程度的无线ic标签 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2009011041A1 (ja) | 2009-01-22 |
US8493183B2 (en) | 2013-07-23 |
KR101102122B1 (ko) | 2012-01-02 |
JPWO2009011041A1 (ja) | 2010-09-09 |
JP5018884B2 (ja) | 2012-09-05 |
CN101743666A (zh) | 2010-06-16 |
EP2169767A4 (en) | 2011-01-05 |
US20100097191A1 (en) | 2010-04-22 |
KR20100038200A (ko) | 2010-04-13 |
EP2169767A1 (en) | 2010-03-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101743666B (zh) | 无线标签以及无线标签的制造方法 | |
KR101012528B1 (ko) | Rfid 태그 | |
US7548167B2 (en) | RF tag and method of manufacturing the RF tag | |
US7486192B2 (en) | RFID tag with frequency adjusting portion | |
EP1887653B1 (en) | RFID tag and manufacturing method thereof | |
KR100952797B1 (ko) | 안테나 및 비접촉형 태그 | |
US8134505B2 (en) | RF tag and method of manufacturing the RF tag | |
CN102144332B (zh) | Rfid标签、rfid标签组件及rfid系统 | |
US7911404B2 (en) | RF tag and method of producing RF tag | |
EP1895620B1 (en) | Rfid tag antenna and rfid tag | |
KR101264959B1 (ko) | 안테나 및 리더 라이터 장치 | |
EP2448064A1 (en) | Radio communication device | |
TWI381577B (zh) | 無線射頻識別標籤及無線射頻識別標籤之製造方法 | |
TWI401605B (zh) | 無線射頻辨識標籤之圓極化微帶天線 | |
JP7115885B2 (ja) | 共振回路、アンテナ装置 | |
Martinez-Moreno et al. | Dipole antenna design for UHF RFID tags |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130403 Termination date: 20150718 |
|
EXPY | Termination of patent right or utility model |