CN102819761A - 一种具有防拆功能的超高频抗金属电子标签结构 - Google Patents
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Abstract
一种具有防拆功能的超高频抗金属电子标签结构，涉及射频识别技术领域。本发明结构包括由矩形的主基板、位于主基板上的贴片辐射源和置于主基板下方的金属接地背板组成的标签体。其结构特点是，所述标签体一端的中心处设有矩形开孔，矩形开孔中央放置标签芯片及其子基板。子基板上相对的两边分别通过两根金属线条与主基板桥连接，伸向主基板边沿的一根金属线条与金属微带线相连接，使子基板与标签体之间形成两个镂空的U型开槽。标签芯片通过两根金属线条和金属微带线以及贴片辐射源形成电学连接。同现有技术相比，本发明具有防拆卸功能，安全可靠性高，同时安装方便、体积小、成本低。
Description
技术领域
本发明涉及射频识别（Radio Frequency Identification, RFID）技术领域，特别是具有防拆功能的无源超高频（UHF）抗金属的电子标签结构。
背景技术
RFID是射频识别技术的英文(Radio Frequency Identification)的缩写，射频识别技术是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术，射频识别技术是一项利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。
RFID系统通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无需人工干预。作为条形码的无线版本，RFID标签具有条形码所不具备的防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、标签上数据可以加密、存储数据容量更大、存储信息更改自如等优点，RFID技术已经被世界公认为本世纪十大重要技术之一，在生产、零售、物流、交通等各个行业等各个行业有着广阔的应用前景。
RFID标签由标签芯片和与芯片连接的标签天线组成。在相当一部分超高频射频识别的应用中，需要将标签粘贴于金属物体表面，比如：汽车，集装箱，物品托盘等。普通标签在金属表面上无法正常工作，所以需要特殊的标签天线设计，称为抗金属天线。
现有技术中，抗金属标签的设计都不具有防拆卸功能。防拆卸功能即是当标签和原本附着该标签的物体分离后，标签自动失效，一拆即毁，防止标签被非法的二次利用。事实上，防拆金属标签在汽车的销售渠道管理和维修管理领域、集装箱的监管领域等，都有着较大的实际需求，而现有的超高频产品中都还没有找到合适的解决方案，一定程度上制约了超高频抗金属标签的应用范围。
发明内容
针对上述现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种具有防拆功能的超高频抗金属电子标签结构。它具有防拆卸功能，安全可靠性高，同时安装方便、体积小、成本低。
为了实现上述发明目的，本发明的技术方案以如下方式实现：
一种具有防拆功能的超高频抗金属电子标签结构，它包括由矩形的主基板、位于主基板上的贴片辐射源和置于主基板下方的金属接地背板组成的标签体。其结构特点是，所述标签体一端的中心处设有矩形开孔，矩形开孔中央放置标签芯片及其子基板。子基板上相对的两边分别通过两根金属线条与主基板桥连接，伸向主基板边沿的一根金属线条与金属微带线相连接，使子基板与标签体之间形成两个镂空的U型开槽。标签芯片通过两根金属线条和金属微带线以及贴片辐射源形成电学连接。
在上述超高频抗金属电子标签结构中，所述主基板和子基板的上、下两面都设有高分子材料防护层。
在上述超高频抗金属电子标签结构中，所述标签芯片的两个引脚分别与金属微带线的两端相连接。
本发明由于采用了上述结构，附着标签芯片的子基板仅仅通过两根金属线条和主基板形成薄弱的桥连关系。当与待识别物体结合的标签结构被他人暴力揭起时，金属线条由于受力不均极易断裂，使得附着标签芯片的子基板和主基板分离，也就是芯片和天线分离，从而达到一拆即毁的效果。同现有技术相比，本发明解决了超高频金属标签对于防拆特性的需求，同时由于不需要使用昂贵的吸波材料或者加厚的绝缘材料，具有安装方便、体积小、成本低等优势。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
附图说明
图1为本发明标签结构的俯视图；
图2为图1的侧视图；
图3为实施例中本发明金属微带线的阻抗曲线图；
图4为实施例中本发明金属微带线与标签芯片的功率反射损耗曲线图。
具体实施方式
参看图1和图2，本发明包括由矩形的主基板1、位于主基板1上的贴片辐射源3和置于主基板1下方的金属接地背板4组成的标签体。标签体一端的中心处设有矩形开孔，矩形开孔中央放置标签芯片5及其子基板7。子基板7上相对的两边分别通过两根金属线条8与主基板1桥连接，伸向主基板1边沿的一根金属线条8与金属微带线2相连接，使子基板7与标签体之间形成两个镂空的U型开槽6。标签芯片5分别通过两根金属线条8和金属微带线2以及贴片辐射源3形成电学连接。主基板1和子基板7的上、下两面都设有高分子材料防护层。标签芯片5的两个引脚分别与金属微带线2的两端相连接。
无源超高频电子标签需要通过整流阅读器发出的电磁波来获取能量完成通信。一般来说电子标签芯片的输入阻抗为复数，且为容性，这就需要标签天线具有感性的复数阻抗与之形成共轭匹配，从而达到能量传输最大化。
本发明中主基板1采用普通FR4印刷电路板，厚度为1.6mm，介电常数是4.4，损耗角正切为0.02；金属微带线2长度15mm，宽度1mm为标签芯片5馈电；贴片辐射源3长度为70mm，宽度为28mm；金属接地背板4整体铺铜；两个U型开槽6宽度为2mm；子基板7长度为7.5mm，宽度为6mm；金属线条宽度为0.5mm，长度1.5mm。
本发明采用的超高频标签芯片5在922.5MHz频点的阻抗是28-j152Ω，金属微带线2贴在金属表面时的阻抗曲线如图3所示，实线表示金属微带线2阻抗实部随频率变化趋势，虚线表示金属微带线2阻抗虚部随频率变化趋势；曲线显示在922.5MHz频点，天线阻抗为30+148jΩ。功率反射损耗曲线如图4所示，频率在915MHz~928MHz范围内，反射损耗都低于-10dBm，在922.5MHz频点达到谷值-22dBm。可知本发明中金属微带线2的输入阻抗在中国超高频射频识别频带范围920MHz~925MHz能够与该标签芯片阻抗实现良好匹配，达到很好的读写性能。
本发明在实际使用过程中，使用粘合剂将金属接地背板4和目标物体表面结合，在暴力翘起的过程中，金属线条8受到应力作用极易断裂，在必要的时候可以在金属线条8上打过孔，确保主基板1和子基板7的薄弱连接，为了稳妥起见，可以使用环氧树脂覆盖包括标签芯片5在内的整个子基板7，确保在标签结构成功分离后不被二次利用。
上述方案只是本发明的一种具体实施方式，在符合本发明的特征下可以有多种不同的应用方案，但这些应用方案只要符合本发明的特征，都应属于本发明的权利保护范围。
Claims (3)
1.一种具有防拆功能的超高频抗金属电子标签结构，它包括由矩形的主基板（1）、位于主基板（1）上的贴片辐射源（3）和置于主基板（1）下方的金属接地背板（4）组成的标签体，其特征在于，所述标签体一端的中心处设有矩形开孔，矩形开孔中央放置标签芯片（5）及其子基板（7），子基板（7）上相对的两边分别通过两根金属线条（8）与主基板（1）桥连接，伸向主基板（1）边沿的一根金属线条（8）与金属微带线（2）相连接，使子基板（7）与标签体之间形成两个镂空的U型开槽（6），标签芯片（5）分别通过两根金属线条（8）和金属微带线（2）以及贴片辐射源（3）形成电学连接。
2.根据权利要求1所述的具有防拆功能的超高频抗金属电子标签结构，其特征在于，所述主基板（1）和子基板（7）的上、下两面都设有高分子材料防护层。
3.根据权利要求1或2所述的具有防拆功能的超高频抗金属电子标签结构，其特征在于，所述标签芯片（5）的两个引脚分别与金属微带线（2）的两端相连接。
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