CN102955969A - 一种超薄、柔性、抗金属超高频电子标签 - Google Patents

Abstract

本文主要介绍一种超薄、柔性、抗金属超高频电子标签，它包括基材，天线辐射面，馈线、接地面，超高频电子芯片。超高频电子芯片通过馈线与天线辐射面连接；天线辐射面通过两排馈电孔与接地面相连接；天线接地面在使用中，直接与金属表面相连，金属表面即变成了实际使用中的天线接地面，达到抗金属的目的；由于基材采用超薄、低损耗、柔性材料，使得整个标签有一定的柔性，可弯曲，可以与柱形金属表面共形。同时由于基材的低损耗特性，使得此超薄标签也能够实现远距离读取。

Description

一种超薄、柔性、抗金属超高频电子标签

技术领域

本文涉及一种超高频电子标签，具体是涉及一种超薄、柔性的抗金属超高频电子标签。 

背景技术

RFID是射频识别技术的英文(Radio Frequency Identification，RFID)的缩写，又称电子标签，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标签具有体积小、容量大、寿命长、可重复使用等特点，可支持快速读写、非可视识别、移动识别、多目标识别、地位及长期跟踪管理。RFID在物流管理、防伪、交通信息化、工业自动化中都有重要的应用，该技术与互联网、通讯等技术相结合，可实现全球范围内物品的跟踪与信息共享，RFID已成为IT业界的热点。 

由于电磁波会被金属反射，从而导致普通电子标签在金属表面无法被正确识别，针对带有各种金属表面的识别物的管理，如煤气瓶、飞机表面、大型钢材等，就需要采用抗金属标签。 

当标签固定在不平整金属表面时(例如柱形平面、圆形表面)，就需要标签能够与金属表面共形，目前的金属标签一般都是刚性的，无法实现共形。而本文设计的标签是柔性的，可以弯曲，有利于上述问题的解决。 

目前的金属标签一般有一定的厚度，而本设计的金属标签的厚度可以低至0.5mm，同时又能保证较远的工作距离，为一些特定的使用环境提供了一种有效的方案。 

发明内容

本设计就是为了解决上面提及的问题，为金属环境的应用提供一种柔性、超薄、超高频电子标签。 

本设计为了达到上述目的，所采用的技术方案是提供一种用于金属材料表面的超高频电子标签，包括： 

包括基材4，天线辐射面1，接地面7，馈线2、超高频电子芯片3等。 

超高频电子芯片3通过馈线2与天线辐射面1连接，并与天线辐射面1之间传递能量。 

天线辐射面1通过馈电5、馈电孔6与接地面7相连，使得标签的能量主要集中在天线辐射面1和接地面7直接之间。 

馈电孔5、馈电孔6使得标签可以等效为2节倒F天线，从而提高了天线的辐射效率。 

在标签使用过程中，接地面7紧贴或者靠近金属表面，由于接地面7的存在，天线辐射面1辐射的电磁波被反射，基本不受金属表面的影响，达到了抗金属的效果。 

标签的辐射主要集中在它的窄边边缘，类似于微带天线的理论，为了改善辐射效率，提高标签的工作距离，可以适当增加标签宽度。 

天线的基材4采用超薄的石油衍生物材料，如：聚四氟乙烯。它的厚度最低可达0.5mm，而基材4本身的低损耗、低介电常数特性，使得标签具有较高的效率。 

电子标签用于金属材料表面效果显著，最远读取距离可达10m。 

本标签由于厚度极薄，采用的基材4又有一定的柔韧性，使得标签很容易与金属表面共形，为其在工业中的应用，提供了极大的便利。 

从本文提及的标签的结构可以看出，其结构简单，生产工艺可以采用成熟的印刷电路板(PCB)制作工艺，为后续的大批量生产带来了便利。 

附图说明

图1为本电子标签一实施例的电子标签的天线辐射面的结构示意图； 

图2为本电子标签一实施例的电子标签的基材的结构示意图； 

图3为本电子标签一实施例的电子标签的地面的结构示意图； 

图4为本电子标签一实施例的电子标签的总体结构示意图。 

具体实施方式

下面结合附图更进一步说明本文设计的RFID标签的结构特征。 

如图所示，本RFID标签包括：基材4，芯片3，馈线2，天线辐射面1，接地面7，馈电孔5，馈电孔6等。 

天线辐射面1置放在基材4上，芯片3通过馈线2与天线辐射面1相连。 

天线接地面7置放于基材4的另一面，通过馈电孔5和馈电孔6与天线辐射面1相连。 

本实施例中，标签的天线辐射面1、天线接地面7、馈线2均由铜箔构成，是导体薄片。这些导体将空间中的电磁波转化为芯片3的能量，并将芯片3输出的能量转化为辐射的电磁波。 

本设计的这款标签，根据实验结果发现，基材4的厚度最低可达0.5mm，随着厚度的增加，标签的工作距离也将增加。 

在本实施例中，馈电孔5、馈电孔6为一排通孔，通孔的位置，尺寸大小取决于天线辐射面1和馈线2的尺寸和位置，并与芯片3的输入阻抗有直接的关联。因此，适当的天线辐射面1尺寸、馈线2长度和宽度，可以使整个天线工作在最佳的频率和阻抗上，使得所有的入射能量尽可能多的进入芯片3。整个天线设计通过Ansoft HFSS仿真软件进行仿真计算及模拟验证。 

在本实施例中，RFID标签的上表面和下表面，覆盖绝缘油漆作为保护膜，以防止UHF电子标签的金属部分与外界环境接触而发生氧化，腐蚀等现象，以保证RFID电子标签在应用环境中的长期稳定的使用。 

Claims (5)

1.一种超薄、柔性、抗金属超高频电子标签，其特征在于包括：它由基材，天线辐射面，接地面，超高频电子芯片组成，芯片通过馈线与天线辐射面相连接，天线辐射面通过两排馈电孔与接地面相连，基材有柔性、低损耗的石油衍生物组成。

2.根据权利要求1所述的超高频电子标签，其特征在于天线辐射面的尺寸小于基材平面的大小。

3.根据权利要求1所述的超高频电子标签，其特征在于基材由塑料、陶瓷、印刷电路板、石油衍生物等材料组成，其厚度大于0.5毫米，小于5mm。

4.根据权利要求1所述的超高频电子标签，其特征在于天线辐射面和接地面的材质由金、银、铜、铝等金属材料组成。

5.根据权利要求1所述的超高频电子标签，其特征在于馈电孔为一个或几个通孔，或者是通过金、银、铜、铝等金属带直接连通。

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