CN103646270A - 一种宽频带电子标签 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无线射频识别(RFID)领域，提供了一种宽频带电子标签。该标签包括天线、芯片和基板，所述基板呈矩形设置，收容所述天线和芯片。其中，所述天线与芯片匹配。所述天线包括短路环、耦合环及偶极子，所述短路环和耦合环位于所述基板的顶部。所述偶极子设有左臂和右臂，所述左臂由直臂及顶端加载组成，其中直臂右端与短路环、耦合环相连，左端与顶端加载相连。左臂的顶端加载呈现上窄下宽的形式，中间镂空。所述右臂的直臂与左臂的直臂呈镜像设置，右臂的直臂的右端与顶端加载相连，右臂的顶端加载与左臂的顶端加载呈互补设置。本发明宽频带电子标签的耦合环可方便地调节天线的阻抗，顶端加载的特殊设计可增大天线的带宽。使用时将标签贴在各种物体上或封装在模具中，可方便地在各种场合中应用。

Description

一种宽频带电子标签

技术领域：

本发明涉及一款宽频带电子标签，属微波通讯技术领域，适用800MHz～1GHz频率范围内的射频识别

背景技术：

近年来随着RFID的发展，电子标签已广泛应用于物流业及零售业等诸多领域，其有效地提高了管理效率，并大大节约了人力成本。RFID技术在防伪、物流领域有着巨大的应用潜力。在酒类和药品等行业，一旦出现仿冒产品，将会给社会和个人带来不可估量的损失。在物流领域，每个货物对应着一个RFID标签，可以往RFID标签的芯片里写入信息，对货物进行出入库清点、跟踪、溯源等。在实际应用中，不同货物的材质和环境的因素，会对标签性能有一定的影响。针对这些问题，本发明设计了一款宽频带的电子标签，可以方便的解决上述问题。

发明内容：

本发明的主要目的是提供一款宽频带的电子标签，旨在方便的应用于各种不同的环境中。

该标签包括天线、芯片和基板，所述基板收容所述天线和芯片。其中，所述天线与芯片匹配。所述天线包括短路环、耦合环及偶极子，所述短路环和耦合环位于所述基板的顶部。所述偶极子设有左臂和右臂，所述左臂由直臂及顶端加载组成，其中直臂右端与短路环、耦合环相连，左端与顶端加载相连。左臂的顶端加载呈现上窄下宽、中间镂空的形式。所述右臂的直臂与左臂的直臂呈镜像设置，右臂的直臂的右端与顶端加载相连，右臂的顶端加载与左臂的顶端加载呈互补设置。

所述天线材质包括以下材质中的这一种：铜、铝和银。

所述基板的材质包括以下材质中的一种：易碎纸、PVC、ABS、PET或PI。

所述短路环的形状包括以下形状中的一种：方形、多边形、1／2圆形、椭圆形或圆形。

所述耦合环的形状包括以下形状中的一种：方形、多边形、1／2圆形、椭圆形或圆形。

所述顶端加载的形状包括以下形状中的一种：矩形，方形、梯形、弧形、折线形、多边形、圆形或椭圆弧形。

所述基板的尺寸范围为长50cm～90cm，宽30cm～60cm。

本发明宽频带电子标签中，天线设置有短路环、耦合环及偶极子，其中偶极子设有左臂和右臂，所述左臂由直臂及顶端加载组成，其中直臂右端与短路环、耦合环相连，左端与顶端加载相连。左臂的顶端加载呈现上窄下宽、中间镂空的形式。所述右臂的直臂与左臂的直臂呈镜像设置，右臂的直臂的右端与顶端加载相连，右臂的顶端加载与左臂的顶端加载呈互补设置。通过调整直臂和顶端加载的尺寸可以方便的调节天线工作的频率，通过调整顶端加载的结构及耦合环的尺寸、缝隙的大小来调整天线的带宽，从而使天线能更好地工作在不同的环境中，并且调整短路环、耦合环的尺寸、缝隙的大小和顶端加载的尺寸调节天线的阻抗，使天线阻抗与芯片共轭，使标签输出最大功率，从而进一步达到延长读写距离的目的。

附图说明：

图1是本发明的一个实施例中宽频带电子标签的结构示意图

具体实施方式：

此处所描述的具体实施实例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1，本实施例中宽频带电子包括天线10、芯片20和基板30，所述基板30呈矩形设置，用于收容所述天线10和芯片20，其中所述天线10与芯片20匹配，天线10包含耦合环13、偶极子12及短路环11，所述短路环11、耦合环13位于所述基板30的顶部，所述偶极子12设有左臂和右臂，所述左臂设有直臂1211和1212铃铛形顶端加载。所述右臂直臂1221和左臂直臂1211镜像对称。所述右臂顶端加载1222和左臂顶端加载1212呈互补设置。所述芯片20位于短路环上距左、右臂距离相同的一点。

基板30的形状和尺寸具体要求设置。例如在一实施例中，可将基板30设置成矩形，其尺寸范围为长50cm～90cm，宽30cm～60cm。基板30的材质可以为以下塑料材质中的易碎纸、聚氯乙烯PVC、树脂胶ABS、聚对苯基甲酸乙二醇酯PET或聚酰亚胺PI等。由于基板30材料的介电常数和厚度影响天线10的传输效率，可进一步选取相对柔性的绝缘材质作为基板30的材质，并根据天线10的尺寸设置基板30的厚度为0.1～0.3mm。

短路环11的外形可以为1／2圆形、圆形、方形、多边形或椭圆形等。参照图1，在已实施例中，短路环11的外形为1／2圆形，其位于基板30的顶部。

耦合环13的外形可以为1／2圆形、圆形、方形、多边形或椭圆形等。参照图1，在已实施例中，耦合环13的外形为1／2圆形，其位于基板30的顶部，与短路环11相连。这种设计可以通过调节耦合环13的尺寸及缝隙的大小方便地调节天线的阻抗和带宽。

由于天线10的信号是靠末端加载部分1212、1222辐射的，而1212、1222矩形的设计是为了有效地利用所给的空间位置，增加天线的辐射接收能力。另外1212、1222铃铛形的上窄下宽，且相互为互补的设置，是为了增加天线的带宽，使天线能应用在不同的环境中。

在一实施例中可以通过调整短路环11、耦合环13及电容加载1212、1222的尺寸来实现天线10与芯片20共轭匹配。共轭匹配是指在信号源给定的情况下，天线阻抗与芯片阻抗共轭，当两者共轭时输出功率最大。本实施例宽频带电子标签中天线10与芯片20的共轭匹配是指天线10的阻抗与芯片20的阻抗共轭匹配，从而输出最大功率。天线10的阻抗与芯片20的阻抗共轭可通过调整短路环11、耦合环13和末端加载1212、1222的尺寸来实现。例如可根据厂家所标签的大小及材质等，变小或变大环的大小或者宽度从而使天线10的阻抗与芯片20的阻抗共轭，以达到输出最大功率的目的。

上述左臂中设有直臂1211和铃铛形顶端加载1212，在一实施例中，还可以通过调节直臂1211的尺寸或者铃铛形1212的长度和宽度来调整天线10的工作频段和带宽并微调天线10的阻抗，以适配于超高频使用范围并达到延长传输距离的目的。例如，可以调整直臂1211的长度来调整工作频段，使标签的中心频点落在902～928MHz。在另一实施例中也可提供过调整铃铛形顶端加载1212来调整天线的工作频段及天线阻抗，以适配于上述超高频使用范围。

天线10的材质可以为铜、铝和银等，可以通过蚀刻工艺、沉淀工艺或印刷工艺与基板30固定连接，芯片20既可以采用导电胶将芯片倒封装在天线10中短路环11上，也可以用金线或铝线邦定机用金线或铝线将芯片20绑定在短路环11上。

上述实施例中，各部分的尺寸可以按照厂家要求的标签的大小进行设置，使用时可以直接粘贴在物体上。

宽频带电子标签中设有上述天线10、芯片20以及基板30。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构变换，或者直接、间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一款宽频带电子标签，其特征在于，所述标签为薄片，包括天线、芯片和基板，基板呈矩形设置，收容所述天线和芯片，天线与芯片匹配，天线包括短路环、耦合环及偶极子，短路环和耦合环位于所述基板的顶部，偶极子设有左臂和右臂，左臂由直臂及顶端加载组成，其中直臂右端与短路环、耦合环相连，左端与顶端加载相连，左臂的顶端加载呈现上窄下宽、中间镂空的形式，所述右臂的直臂与左臂的直臂呈镜像设置，右臂的直臂的右端与顶端加载相连，右臂的顶端加载与左臂的顶端加载呈互补设置。

2.根据权利要求1所述的标签，其特征在于，所述天线材质可以是铜或铝或银。

3.根据权利1要求所述的标签，其特征在于，所述基板的材质可以是易碎纸或聚氯乙烯PVC或树脂胶ABS或聚对苯基甲酸乙二醇酯PET或聚酰亚胺PI。

4.根据权利要求1所述的标签，其特征在于，所述短路环的形状可以是方形或多边形或1／2圆形或椭圆形或圆形。

5.根据权利要求1所述的标签，其特征在于，所述耦合环的形状可以是方形或多边形或1／2圆形或椭圆形或圆形。

6.根据权利要求1所述的标签，其特征在于，所述顶端加载的形状可以是矩形或方形或梯形或弧形或折线形或多边形或圆形或椭圆弧形，通过调整短路环、耦合环及顶端加载的尺寸来实现天线与芯片共轭匹配。

7.根据权利要求1所述的标签，其特征在于，所述基板的形状可以是方形或多边形或椭圆形或圆形。

8.根据权利要求1所述的标签，其特征在于，所述基板的尺寸范围为长50cm～90cm，宽30cm～60cm。