CN103069439B

CN103069439B - 用于潮湿环境的天线

Info

Publication number: CN103069439B
Application number: CN201180038901.4A
Authority: CN
Inventors: 蒂埃里·托马斯
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 2010-06-15
Filing date: 2011-06-14
Publication date: 2016-01-20
Anticipated expiration: 2031-06-14
Also published as: WO2011157941A1; NZ605454A; BR112012032275A2; TN2012000603A1; FR2961353A1; RU2568942C2; RU2013101587A; JP2013534096A; US9379442B2; MX2012014754A; JP5619997B2; EP2583220B1; AU2011266869B2; US20130271343A1; CN103069439A; AU2011266869A1; MA34375B1; FR2961353B1; EP2583220A1; CL2012003550A1

Abstract

本发明涉及一种感应天线，包括：第一平面导电绕组（42），位于衬底的第一表面上，所述第一绕组以规律间隔中断以形成一系列第一导体对（522、524；542、544；562、564）；和第二平面导电绕组（44），位于衬底的第二表面上，所述第二绕组正对第一绕组且沿着与第一绕组的中断方向垂直的方向中断，以形成一系列第二导体对（526、528；546、548；66、568）。每个第一导体对及其对面的第二导体对限定谐振子组件，其中，单个子组件的两个第一导体分别电连接至另一子组件的另一第一导体或电连接至天线的端子（41、43），相邻对的第二导体不相互电连接，以及每个第一导体的一端（5224、244、5424、5444、5624、5644）电连接（523、543、563、525、545、565）至关注的子组件的第二导体的一端（5284、5264、5484、5464、5684、5664），或不被连接，此时关注的子组件的第二导体相互电连接。

Description

用于潮湿环境的天线

技术领域

本发明总体涉及天线，尤其涉及高频感应天线的形成。

本发明尤其适用于为潮湿环境中的几MHz的射频传输而设计的天线，例如，为非接触式芯片卡、射频识别（RFID）标签或电磁应答器传输系统而设计的天线。

背景技术

图1非常示意性地示出一种类型的射频传输系统的示例，作为示例，本发明适用于该类型的射频传输系统。

这种系统包括产生电磁场的读取器或基站1，该电磁场能够被位于该场中的一个或多个应答器2所检测。例如，这些应答器2为出于识别目的而置于物体上的电子标签2’，或者更一般地为任何电磁应答器（如图1中的方框2所标记的）。

在读取器1侧，通常由串联谐振电路来表征谐振感应天线，该串联谐振电路由电阻器r、电容器C1和感应元件L1或天线形成。该电路由高频发生器（HF）12激励，高频发生器12由基站1的未示出的其它电路控制（连接14）。通常调制（在振幅上和/或在相位上）高频载波，以发送数据给应答器。

在应答器2侧，通常并联的谐振电路包括与电容器C2以及与负载R并联的感应元件或天线L2，负载R代表应答器2的电子电路22。该谐振电路在经受基站所产生的高频磁场时，检测该磁场流。在电子标签2’的情况下，感应元件L2由连接到电子芯片22的导电绕组形成。该芯片通常包围电容器C2。

在基站侧以串联谐振电路的形式且在应答器侧以并联谐振电路的形式的符号表征是常见的，即使实际上可能会发现串联谐振电路在应答器侧而并联谐振电路在基站侧。在基站侧，也可能会发现谐振LC结构，在该结构中，电容被分成并联部分和串联部分。这能够添加阻抗变化功能，例如，能够使阻抗与发生器匹配。

通常，应答器不具有自备电源，且从基站1所产生的磁场获得其操作所需的电力。应答器通过改变应用于其谐振电路的负载（R）以调制流入其感应天线L2且源于基站的磁场所引起的电磁力的电流，而发送数据给基站。

通常，读取器的谐振电路和应答器的谐振电路被调谐至同一谐振频率ω（L1.C1.ω²=L2.C2.ω²=1）。当应答器置于例如空气的环境中时，围绕应答器的介质的介电常数实际上为真空的介电常数（ε₀=8.854.10^-12法拉/米，或者相对介电常数ε_r=1）。应答器的谐振电路的特性（频率调谐、品质因数）是稳定的且为其标称值。然而，在土壤中（或在任何其它潮湿环境中）则并非如此，在这类环境中，水的变化量导致了围绕应答器的环境的介电常数的高可变性，可达到非常高的值。水具有非常高的约为80的相对介电常数εr。如果应答器的谐振电路不被介电常数低且稳定的材料的包膜充分保护，则应答器的谐振电路的特性将被强烈地改变。如果可能使用的保护包膜的介电常数不低，倘若该介电常数是稳定的，则可以在该包膜存在下调整谐振电路的特性。

图2非常示意性地示出潮湿环境中的传输系统的示例。该系统用于检测埋在土壤S中的管道3。形成检测器的基站邻近土壤S的表面55放置。这种检测器发射射频磁场，与埋在土壤中的管道3相关联的应答器2能够检测该射频磁场。这种系统通常用于在土木工程中检测管道的存在。

这类应用中的问题在于，土壤形成能够从干土变化为饱含水的土壤的潮湿环境。于是，介电常数ε_r（能达到几十）将不再与空气中（ε_r=1）的数量级相同。作为结果，应答器天线的感应电路（L2）的不同部分之间所形成的杂散电容将强烈地增大，这会为谐振器增加介电损失。于是，应答器的谐振电路将不再调谐，且负面地改变其品质因数，这将对传输（远程供电和通讯）产生不利影响。

当前的解决方案包括：为应答器的谐振电路涂覆绝缘材料（介电常数ε_r约为1，或者高至几个单位（小于5）），该绝缘材料要厚得足以使潮湿环境被充分远隔且不再干扰应答器的谐振器的特性。也可以在保护材料存在下调整谐振器的特性。尽管所需的厚度（实际上为几毫米）看似很小，但其大幅增加了管道成本。对于其它应用，用作标签的应答器的纤薄也可以是一限制因素，其使得增大厚度是不可取的。

特别地，为了定位管道的路径，应当以从不到一米至几米的小间隔来呈现标签。

进一步地，不希望管道具有大的附随物（例如，集成应答器的封装体）。

在内侧，即使管道用来运输液体，管厚度通常也要足以使谐振器特性不被干扰。

图3为用于制作可在潮湿环境中使用的电子标签的已知技术的示例的部分以横剖面图形式的透视图，该潮湿环境的含水量从干的变为饱含水的。

包括电子芯片22和平面天线L2的标签2位于管道3的外表面上。该标签由绝缘板支撑，绝缘板是柔性的，从而可卷绕在管道上。于是，利用柔性的绝缘层35（例如矩形的）覆盖组件。即使利用介电常数非常低（等于或略大于相对值1）的材料，所添加的厚度依然大于几毫米。

可以设想，在制造时将标签嵌入管道厚度中。然而，这使管道制造更复杂，因此更昂贵。将物体插入在所述厚度中可能会给维持/保持管道的机械抗性施加强大的制造约束。

因此，需要适用于潮湿环境的感应天线。

文献WO2008/083719描述了一种小型天线，这种天线由在一点处中断的第一圆形轨道形成，且在两个沿直径相反的位置上中断的第二轨道围绕着该第一圆形轨道。第一轨道和第二轨道并非每个都形成绕组，从几何图形的意义上说，相当于至少两个导电轨道匝的绕组。

文献US2003/080918描述了一种无线通信设备且提供了与该设备相关联的压力传感器和温度传感器。

文献WO2007/084510描述了各种形式的RFID天线，包括由间断的非互连部分形成的圆环天线。

Garcia等人于2005年8月在美国物理协会的应用物理学期刊中（第98卷，n°3，033103-1页至9页）发表的文章“Ontheresonancesandpolarizabilitiesofsplitringresonators”描述了不同形式的由多对轨道形成的谐振电路。

文献JP2004-336198描述了一种电连续的多匝环形天线。

发明内容

本发明的实施方式的目的是提供一种克服传统天线的全部或部分缺点的感应天线。

本发明的实施方式的另一目的是提供一种尤其能很好地适于用在潮湿环境中的天线。

本发明的实施方式的另一目的是提供一种在潮湿环境中不需要额外的绝缘体的低厚度（厚度小于1毫米）的感应天线。

本发明的实施方式的目的是提供一种不需要改变应答器支承件的解决方案。

为了实现这些和其它目的中的全部或部分，本发明提供一种感应天线，该感应天线包括：

绝缘衬底；

第一平面导电绕组，所述第一平面导电绕组位于衬底的第一表面上，且以规律间隔中断，以形成一系列的第一导电轨道对；

第二平面导电绕组，所述第二平面导电绕组位于衬底的第二表面上且正对第一绕组，第二绕组中的中断正对第一绕组中的中断，以形成一系列的第二导电轨道对；且

其中：

每个第一轨道对和正对的第二轨道对限定谐振子组件；

同一子组件的两个第一轨道不相互连接，且分别电连接至另一子组件的唯一的另一第一轨道或者电连接至天线的端子；

相邻对的第二轨道不相互电连接；以及

每个第一轨道的一端：

电连接至关注的子组件的第二轨道的一端；或者

不被连接，关注的子组件的第二轨道则相互电连接。

根据本发明的实施方式，衬底是柔性的。

根据本发明的实施方式，天线具有小于1毫米的厚度。

根据本发明的实施方式，天线包括至少两个子组件。

根据本发明的实施方式，天线还包括半子组件，该半子组件由第一轨道及其相对的第二轨道形成，且连接至至少一个子组件。

本发明还提供一种谐振器，该谐振器包括具有相互连接的端子的天线。

本发明还提供一种适用于潮湿环境的电子标签，该电子标签包括连接到天线的电子电路。

根据本发明的实施方式，包括至少一个感应元件和一个电容元件的匹配电路插入在天线和电子电路之间。

本发明还提供一种管道，该管道包括至少一个电子标签。

本发明还提供一种封装体，该封装体包括至少一个电子标签。

本发明还提供一种电磁应答器，该电磁应答器包括电子标签和连接到电子电路的传感器。

本发明还提供标签在地下的用途。

本发明还提供一种管道，该管道包括至少一个谐振器。

本发明还提供一种封装体，该封装体包括至少一个谐振器。

本发明还提供一种电磁应答器，该电磁应答器包括至少一个谐振器和连接到电子电路的传感器。

本发明还提供谐振器在地下的用途。

附图说明

将结合附图，在以下具体实施方式的非限制性的描述中详细地讨论本发明的上述及其它目的、特征和优势，附图中：

图1如前所述，以方框的形式示意性地示出本发明所适用的射频传输系统的示例；

图2如前所述，为本发明尤其适用的设施的简化表示；

图3如前所述，为已知技术的部分以横剖面图形式的简化透视图；

图4为根据本发明的应答器的实施方式的方框图；

图5为根据本发明的实施方式的天线的透视图；

图6为沿着图5的平面VI的横剖面图；

图7为根据本发明的天线的第一类型的子组件的简化的横剖面图；

图7A示出图7的子组件的等效电气图；

图8为根据本发明的实施方式的天线的第二类型的子组件的简化的横剖面图；

图8A示出图8的子组件的等效电气图；

图9示意性地示出根据本发明的天线的另一应用示例。

具体实施方式

在不同的附图中，相同的元件用相同的附图标记表示，这些附图未按比例绘制。为清楚起见，将仅示出和描述对本发明的理解有用的那些元件。特别地，未详细说明将描述的应答器天线所用于的基站，本发明与当前各种基站和检测器兼容，无需对基站和检测器进行改动。此外，也未详细说明应答器所形成的负载的调制信号，本发明与当前用于这种类型的应答器的信号兼容。本发明还与当前可用于这种类型的应答器的电子标签兼容。

为了调谐对潮湿环境不灵敏的标签（该标签插在潮湿环境中），提供增大其谐振电路的电容值。因此，呈现在不同电路部分之间的且取决于环境介电常数的杂散电容仅带给谐振电路的调谐微不足道的贡献，即使具有高介电常数。于是，困难在于针对给定谐振频率（在本发明所针对的更具体的应用中，在10MHz和100MHz之间），减小补偿电容增加所需的电感值。为了减小电感，可以设计减少形成天线的平面绕组的匝数（电感随着匝数的平方变化）。然而，减少匝数还减小围绕天线所恢复的电压（恢复电压随着匝数变化）。目前，恢复电压必须足以得到标签芯片的操作所需的电力。

可以设计增大电感的规格（恢复电压随着比例因子的平方变化），同时减少匝数（电感随着比例因子变化）。然而，所需的天线尺寸经常与应用不兼容。

此外，厚度限制阻碍了分立元件的使用，分立元件可能是需要的，尤其对于并入高值的电容元件而言。

因此，将谐振感应天线的电路分成子组件或多对以特定方式互连的部分，以形成都具有同一谐振频率的谐振子组件，对于参与有关子组件的电容元件来说，每个子组件都具有足够低的电感值，以具有足以使取决于潮湿环境介电常数的杂散电容可忽略的值，即使具有高介电常数。

因此，在简化的实施方式中，所形成的谐振天线的端子直接互连。因此获得具有不被潮湿环境负面改变的频率调谐特性和品质因数特性的简单谐振器，这种谐振器能够响应简单的标记应用。

在能够与电子芯片一起工作的实施方式中，需要在感应谐振天线与电子芯片之间插入匹配电路。

图4为这样的实施方式的方框图。

由谐振子组件形成的谐振器4（ANT）通过匹配电路5连接至电子芯片22，下文中将描述谐振子组件的示例。例如，这样的匹配电路由与谐振器绕组串联的电感（例如，平面感应绕组）形成。电容元件C2参与匹配，但可集成在芯片22中，如图所示。元件C2与芯片22的电子电路并联。优选地，相比于谐振感应天线4，电感L2’尺寸较小。感应元件L2’被选择成使得将电路L2'C2调谐至射频场的频率，以获得过压效应。优选地，将选择感应元件L2’以具有小尺寸，该感应元件L2’不需要恢复射频磁场所引起的电压，从而潮湿环境所引入的对电路L2'C2的谐振特性的干扰将仅略微地影响标签操作。在以下描述中，术语“天线”将指代谐振感应天线4。

图5为针对潮湿环境中的应答器2’的天线4的实施方式的简化透视图。

图6为沿着图5的平面VI的横剖面图。

天线4由绝缘衬底46的两个表面上的两个相同的平面导电绕组42、44形成。两个绕组竖向地彼此叠置。例如，衬底为当前用于平面天线的类型的柔性绝缘板。优选地，以规律间隔中断绕组，以在衬底的每个表面上形成一组堆叠的相同的导电轨道，这些导电轨道形成微带线部分，根据形成谐振子组件的绕组的布局，每两个地连续地聚集这样的微带线部分。

术语“绕组”用于指代相当于至少两个导电轨道匝的绕组的几何图形。

当谈及平面绕组或平面天线时，这并不排除柔性的衬底，使得最后天线呈放置有所述天线的设备（例如，管道）的形状。

在同一谐振子组件中，两个线部分的导电轨道按照根据两个实施方式的绕组的布局而连接到连续性的几何点，下文中将讨论这两个实施方式。根据在连接至天线4的端子41的第一子组件的一端与连接至天线4的端子43的最后子组件的一端之间的绕组的布局，将谐振子组件互连。利用在同一表面上的电连接或利用从一个表面到另一个表面的穿过式电连接（通孔）进行这些连接。

根据图5的实施方式，天线由三个具有两个微带线部分的谐振子组件（分别用附图标记的前两位52、54和56进行标识）形成，这两个微带线部分形成四个导电轨道的组件，每个子组件包括在衬底的第一表面上的两个第一轨道522、524、542、544、562、564以及对面的在第二表面上的两个第二轨道526、528、546、548、566、568。每个子组件的第一微带线部分分别由轨道对522、526、轨道对542、546、轨道对562和566形成，且第二部分由轨道对524、528、轨道对544、548、轨道对564、568形成。同一谐振子组件的且同一表面的两个轨道在相应的绕组42或绕组44中，在几何形状上是一个接一个的。

因此，天线4的第一端子41连接至轨道522的第一端5222（例如，任意地形成半环），轨道522的第二端5224正对着而并未连接至第一子组件52的轨道524的第二端5244。轨道524扩展绕组42，利用其第一端5242连接（连接件582）至第二子组件54的轨道542的第一端5422。沿着第一绕组42的整个长度重复该结构。因此，第三子组件56的轨道562的第一端5622电连接（连接件584）至子组件54的轨道544的一端5442。轨道562的第二端5624正对着（而并未连接至）子组件56的轨道564的第二端5644。轨道564的第一端5642通过与天线的第二端子43连接而终止绕组。

在第二表面侧，利用子组件52、子组件54和子组件56的第二轨道526、528、546、548、566和568重复相同的样式。然而，将轨道526、546、566、528、548、568的各自的第一端5262、5462、5662、5282、5482、5682留为悬空的。

在图5的实施方式中，第一绕组42的轨道522、542、562的各自的第二端5224、5424、5624连接（例如，通过通孔，分别为通孔523、通孔543和通孔563）至形成在第二绕组44中的相应子组件的轨道528、548、568的各自的第二端5284、5484、5684。第一绕组42的轨道524、544、564的各自的第二端5244、5444、5644连接至形成在第二绕组44中的相应子组件的轨道526、546、566的各自的第二端5264、5464、5664。

作为变型，连接件582和连接件584位于绕组44上（分别连接端5462、端5282和端5662、端5482），并将轨道542、524、562、544的第二端5422、5622、5242、5442留为悬空的。在该变型中，天线的端子则对应于轨道526的端5262和轨道568的端5682。

在将电子电路（芯片22）以及可能地插入的匹配电路5布置在两个表面上之后，用绝缘漆482和绝缘漆484覆盖这两个表面（图6）。然后可将组件布置在（例如粘合在）管道3的外表面上。最后，将绝缘膜49布置在组件上。

可以认为，每个谐振轨道子组件52、54、56表示两个线部分之间的Moebius型连接件（例如，参看P.H.Duncan于1974年5月在期刊《IEEETransactiononElectromagneticCompatibility》中发表的文章“AnalysisoftheMoebiusLoopMagneticFieldSensor”，该文章描述了一种具有两个同轴线部分的Moebius型连接件）。则不同的谐振子组件在几何上以内旋形状首尾相连地布置，优选地，在单一导电级中进行两个相邻子组件之间的电连接。在两个电连接之间不具有通过同一子组件的电气连续性，这些电连接将该子组件连接到相邻子组件或连接到天线4的端子41、43。

图7为采用未卷绕的表现形式的图5的子组件之一（例如，谐振子组件54）的横剖面图。

图7A示出图7的子组件54的等效电气图。

形成在第一导电级或第一绕组中的第一轨道542或第一轨道544通过其第二端和相应的连接件543或连接件545连接至第二轨道548或第二轨道546，第二轨道548或第二轨道546竖向地位于另一级或另一绕组中的另一第一轨道之上（交叉连接）。轨道542的第一端和轨道544的第一端限定接入子组件的端子，所述端子分别连接至相邻的子组件52和子组件56的接线端。将轨道546第一端和轨道548的第一端留为悬空的。

从电气视角且如图7A所示，这种子组件的等效电气图相当于在电学上串联地布置值为L54的电感和值为C54的电容器。电感L54表示等效于子组件54的导电轨道的联合的单个导电轨道的电感加上该等效轨道和同样地与其它子组件相关联的等效轨道之间的互感。电容器C54表示在第一级的轨道542、轨道544与第二级的轨道546、548之间由子组件54的轨道所形成的电容（考虑绝缘衬底46的电容率）。不同的谐振电路在电学上串联以形成天线。

在本实施方式中（忽略导电轨道中的电阻损耗和介电损耗），谐振子组件54的阻抗为Z=jL54ω+1/jC54ω。

图8为根据第二实施方式的子组件的横剖面图。

根据该第二实施方式，将第一绕组的轨道542和轨道544的各自的第二端留为悬空的（未连接的），并将同一子组件的第二绕组的轨道546和轨道548的各自的第二端互连（连接件57）。相对于第一实施方式，其余部分未改动。

从电气视角且如图8A所示，假设在两个实施方式中，轨道长度相同，则图8和图8A的实施方式相当于值为L54的感应元件与值为C54/4的电容元件的串联，其中，L54和C54代表关于图7A所定义的子组件54的电感和电容。

在本实施方式中（忽略导电轨道中的电阻损耗和介电损耗），一对部分的阻抗为Z=jL54ω+1/j(C54/4)ω。

本实施方式减小了等效电容，但避免了每个子组件中的互连通孔。

可以合并以上两个实施方式。

针对给定的调谐频率，具体提供的天线结构能够形成小值的感应子组件，因此与高值的电容相关联（因此对杂散电容的变化不敏感，杂散电容对潮湿环境敏感）。

因此，利用电介质厚度，能够形成不可忽略的电容（大于150pF）。

于是长度将适合于天线的工作频率，使得每个子组件都遵守调谐，即LCω²=1（对于根据图7A的实施方式的子组件54，为L54C54ω²；对于根据图8A的实施方式的子组件54，为L54C54/4ω²）。

可以使用近似法则来定天线的尺寸。为了实现这点，认为单位电感L0等于一绕组的电感，该绕组等效于绕组42和绕组44的并联组合除以匝数（该匝数为绕组42和绕组44所共用）平方。还认为总体电容C0等于第一级的轨道与第二级的轨道之间所包括的总电容，考虑了绝缘衬底46的电容率。如果每匝绕组有规律地分布n个谐振子组件，则将遵守的近似规则，在第一实施方式中（图7）为L0C0(ω/n)²=1，在第二实施方式中（图8）为L0(C0/4)(ω/n)²=1。在谐振子组件占用超过一匝的情况下，考虑匝数，例如，对于超过两匝，将选择n=1/2。

可从每个子组件的阻抗Z的串联来推导天线4的等效阻抗。当天线4位于磁场中时，考虑到与其等效阻抗串联地插入电压源，则可根据连接至该天线的负载来计算天线4所恢复的电压。该电压源的值对应于射频磁场在等效于绕组42和绕组44的并联的绕组中所引起的电动势。

因此，可以看出，可根据一个或另一个实施方式的子组件的分布而改变导电元件的长度和电容值。现在，电容元件的值不再是可忽略的，且天线对其环境所引起的干扰不敏感。

这种形成天线的方式还能够拆分电子电路，并避免感应元件具有过长的长度，如果长度过长，则电流将不能以均匀的方式（振幅和相位）进行循环。事实上，各对的互连相当于串联几个谐振频率相同的谐振电路。电路电感的值越小，杂散电容效应所引起的电流漂移将越小。

不同的子组件不需要具有相同的长度，只需每个子组件都遵守谐振关系，可能地插入有电容器。

可以在不同子组件之间插入电容器。然而，为了避免不利地影响厚度，将优选的是改变衬底46的厚度。

在图5所示的实施方式中，优选地，所使用的厚度具有以下数量级：

衬底46：小于200μm；

用于形成绕组42和绕组44的导电层：小于50μm，例如为35μm；

漆482和漆484：大约为几十μm；

膜49：最多几百μm，优选地小于100μm；

这些厚度可以变化，但可以看出，所形成的应答器是特别薄的（在优选实施方式中，其厚度小于1mm），同时对因潮湿环境的存在所引起的杂散电容的变化不敏感。

作为具体实施方式，如图5所示的且适于以13.56MHz频率工作的天线形成在100μm厚的衬底上，该衬底具有42.5pF/cm²的电容，该天线以五个矩形回路的形式形成在该衬底的每个表面上，且具有以下特性（忽略子组件之间的长度变化）：

回路尺寸：约210mm*50mm；

布置在衬底上的铜轨道的宽度：(1.82mm)；

电感L0=300nH；

电容C0=1850pF，即在第一实施方式中为C54=185pF，在第二实施方式中为C54=370pF（C54/4=93pF）。

基于以上所提供的功能指示且通过使用当前制造薄的柔性支承件上的集成电路的制造技术，天线的实际形成，从而应答器的实际形成，在本领域的技术人员的能力范围内。特别地，在图5和图7的实施方式中，各级间的互连的形成可需要偏移每个绕组中的轨道的各端。

图9示出适于潮湿环境的天线的应用的另一示例。根据本示例，包括这种天线4的电子标签2’布置在新鲜产品包装上（包装内可以包含具有各种水含量的不同新鲜产品，这些产品可以覆盖有或未覆盖有霜，因此可按照有序方式或成批地堆放所封装的产品或者不堆放）。

所描述的结构的优势在于，在接收磁流（磁场的辐射，考虑电流沿天线的循环）方面，这些结构与绕组是兼容的，绕组具有大的匝数，优选地在5匝和15匝之间。

图10为根据另一实施方式的天线的简化表示。如在之前的实施方式中，天线包括至少两个子组件50，每个子组件50由两个利用连接件57或利用连接件543和连接件545而彼此相连的轨道对500形成。利用由额外的一对轨道所形成的半子组件500完成该结构。可将该半子组件插入在两个子组件之间，而不置于天线的一端。额外的半子组件的存在可以用于调整天线长度，用于将天线的末端转移到衬底的同一表面上等。

作为具体实施方式，形成具有以下尺寸的遵守所述结构的感应天线。

示例1：

衬底：商标名为卡普顿（Kapton）的材料，该材料具有50μm的厚度（ε_r=3.3）。

绕组：5个矩形回路的矩形螺旋件，5个矩形回路的尺寸分别为47.5mm*212mm、50.5mm*215mm、53.5mm*218mm、56.5mm*221mm和59.5mm*224mm。

导电轨道的宽度：1.07mm。

轨道中断：每个回路两对轨道（中断位于每个回路的每条小边的中间，子组件的中部位于大边的中间）。

子组件的类型：连接件543和连接件545的类型的交叉连接，即，每个第一轨道的一端电连接至所关注的子组件的第二轨道的一端。10个子组件作为一个整体。

示例2：

绕组：6个矩形回路的矩形螺旋件，6个矩形回路的尺寸分别为47mm*211.75mm、49.5mm*214.25mm、52mm*216.75mm、54.5mm*219.25mm、57mm*221.75mm和59.5mm*224.25mm。

导电轨道的宽度：0.89mm。

轨道中断：每个回路一对轨道（中断位于每个回路的每条小边的中间，子组件的中部位于另一条小边的中间）。

子组件的类型：在连接件57的类型的表面上的直接连接，即，每个第一轨道的一端未连接，将每个子组件的第二轨道互连。6个子组件作为一个整体。

示例3：

衬底：商标名为FR4的材料，该材料具有100μm的厚度（ε_r=4.8）。

绕组：6个矩形回路的矩形螺旋件，6个矩形回路的尺寸分别为20mm*100mm、18mm*98mm、16mm*96mm、14mm*94mm、12mm*92mm和10mm*90mm。

导电轨道的宽度：0.66mm。

轨道中断：每批两个回路一对轨道（中断和子组件的中部位于每个回路的同一条小边的中间）。

子组件的类型：从一个表面到另一个表面的交叉连接。

可以设想这种天线和这种应答器的其它应用。例如，可将一个或多个物理变量（例如，压力、温度、湿度等）的传感器连接到应答器的电子电路，利用天线将表示这些变量的数据发送到远处的读取器。

在文献WO2008/083719中所描述的回路天线最多可对应于所述感应天线的子组件中的一个子组件。

已描述了各种实施方式，本领域的技术人员可进行各种变更和修改。特别地，待给定的导电轨道的尺寸取决于应用，且基于上文给出的功能指示、谐振频率和预期的天线尺寸，导电轨道尺寸的计算在本领域的技术人员的能力范围内。

Claims

1.一种感应天线，包括：

绝缘衬底(46)；

第一平面导电绕组(42)，所述第一平面导电绕组位于所述衬底的第一表面上，且以规律间隔中断，以形成一系列的第一导电轨道对(522、524；542、544；562、564)；

第二平面导电绕组(44)，所述第二平面导电绕组位于所述衬底的第二表面上且正对第一绕组，第二绕组中的中断正对所述第一绕组中的中断，以形成一系列的第二导电轨道对(526、528；546、548；566、568)；

每个第一轨道对和正对的第二轨道对限定谐振子组件(52、54、56)；

同一子组件的两个第一轨道不相互连接，且分别电连接至仅一个另一子组件的唯一的另一第一轨道或者电连接至所述天线的端子(41、43)；

两个相邻的子组件的相邻对的第二轨道不相互电连接；以及

每个第一轨道的一端(5224、5244、5424、5444、5624、5644)：

电连接(523、543、563、525、545、565)至关注的子组件的第二轨道的一端(5284、5264、5484、5464、5684、5664)；或者

不被连接，所述关注的子组件的第二轨道则相互电连接(57)。

2.如权利要求1所述的天线，其中，所述衬底(56)是柔性的。

3.如权利要求1所述的天线，具有小于1毫米的厚度。

4.如权利要求1所述的天线，包括至少两个子组件。

5.如权利要求1所述的天线，还包括半子组件，所述半子组件由第一轨道及其相对的第二轨道形成，且连接至至少一个子组件。

6.一种谐振器，包括权利要求1所述的天线(4)，所述天线(4)具有相互连接的端子(41、43)。

7.如权利要求6所述的谐振器，所述谐振器应用在地下。

8.一种适用于潮湿环境的电子标签，包括连接到天线(4)的电子电路，其中，所述天线为如权利要求1所述的天线。

9.如权利要求8所述的电子标签，其中，包括至少一个感应元件(L2’)和一个电容元件(C2)的匹配电路(5)插入在所述天线和所述电子电路之间。

10.如权利要求8所述的适用于潮湿环境的电子标签，所述电子标签应用在地下。

11.一种管道(3)，包括至少一个如权利要求8所述的电子标签(2’)。

12.一种封装体(9)，包括至少一个如权利要求8所述的电子标签(2’)。

13.一种电磁应答器，包括如权利要求8所述的标签和连接到电子电路的传感器。

14.一种管道(3)，包括至少一个如权利要求6所述的谐振器(4)。

15.一种封装体(9)，包括至少一个如权利要求6所述的谐振器(4)。

16.一种电磁应答器，包括至少一个如权利要求6所述的谐振器(4)和连接到电子电路的传感器。