CN103646271A

CN103646271A - 一种宽频带平面电子标签

Info

Publication number: CN103646271A
Application number: CN201310636979.7A
Authority: CN
Inventors: 许悦; 马纪丰; 赵军伟
Original assignee: Beijing CEC Huada Electronic Design Co Ltd
Current assignee: Beijing CEC Huada Electronic Design Co Ltd
Priority date: 2013-12-03
Filing date: 2013-12-03
Publication date: 2014-03-19

Abstract

本发明涉及无线射频识别(RFID)领域，提供了一种无源电子标签。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。所述天线包括圆形馈电环及耦合偶极子，所述圆形馈电环位于所述基板的中心。所述耦合偶极子设有半圆耦合环、左臂和右臂，所述半圆耦合环连接左臂和右臂，左臂为齿形对数周期平面天线，其中齿形对数周期平面天线由蝴蝶结天线两侧各加三个圆弧形齿状结构组成，同时蝴蝶结天线末端的直线边缘也变成圆弧边缘。所述右臂与左臂呈镜像设置，所述芯片位于圆形环上。本发明无缘电子标签识读距离较远，带宽较宽，适用性强。

Description

一种宽频带平面电子标签

技术领域：

本发明涉及一款无源电子标签，属微波通讯技术领域，适用800MHz～1.1GHz频率范围内的射频识别领域。

背景技术：

传统的物流盘点和仓储管理需要耗费大量的人力资源且容易出错，RFID电子标签的使用可以方便的解决上述问题，节省人力物力而且出错率低，方便监控和跟踪。物流盘点和仓储管理的货物种类繁多，需要RFID电子标签有普遍的适用性，并且应用时需要达到一定的识读距离和识读率，方便货物盘点。针对这些问题，本发明设计了一款无源电子标签，频带较宽，识读距离较远，形式简单，适用性强，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无源电子标签，旨在有较强的适用性，方便用于种类繁多的货物的物流盘点和仓储管理。

本发明无源电子标签包括天线、芯片和基板，所述标签为薄片，使用时粘贴在物体上，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；天线包括馈电环及耦合偶极子，所述馈电环位于所述基板的中心，所述耦合偶极子设有耦合环、左臂和右臂，所述耦合环连接左臂和右臂，左臂为齿形对数周期平面天线，其中齿形对数周期平面天线由蝴蝶结天线两侧各加三个齿状结构组成，所述右臂与左臂呈镜像设置。

所述天线材质包括以下材质中的这一种：铜、铝、银浆及导电油墨。

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。

所述馈电环的形状包括以下形状中的一种：方形、多边形、椭圆形或矩形。

所述齿形对数周期的齿的数量及尺寸可根据实际情改变。

所述基板的尺寸范围为长90cm～100cm，宽46cm～50cm。

本发明无源电子标签中，天线设置有馈电环及耦合偶极子，其中耦合偶极子设有耦合环和互为镜像的左右臂，所述耦合环连接左臂和右臂，左臂为齿形对数周期平面天线，其中齿形对数周期平面天线由蝴蝶结天线两侧各加三个形齿状结构组成。通过调整蝴蝶结天线及齿状结够的尺寸可以方便的调节天线工作的频率，并且调整馈电环尺寸及蝴蝶结天线尺寸可以调节天线的阻抗，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无源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，本实施例中无源电子标签包括天线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包含馈电环11、耦合环12及偶极子13，所述馈电环11位于所述基板30的中部，馈电环11的中心位于基板的中心，所述耦合环12位于馈电环11的下方，所述偶极子13设有左臂和右臂，所述左臂设有蝴蝶结天线1311和弧形齿状结构1312。所述右臂和左臂镜像对称。所述芯片20位于馈电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90cm～100cm，宽46cm～50cm。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。

馈电环11的外形可以为圆形、方形、多边形或椭圆形等。参照图1，在已实施例中，馈电环11的外形为圆形，其位于基板30的中部。由于天线10的信号是靠齿形对数周期辐射的，而1311、1321蝶形的设计是为了达到更宽频带的效果，增加天线的带宽。

偶极子13的左臂和右臂互为镜像设置，天线10的两个臂同耦合环12相连接。右臂与左臂互为镜像设置，因为右臂的结构可以参照左臂，在此不做赘述。

在一实施例中可以通过调整馈电环11和蝴蝶结天线1311、1321的尺寸及弧形齿状结构1312、1322的弧度来实现天线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。本实施例无源电子标签中天线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馈电环11和蝴蝶结天线1311、1321的尺寸及弧形齿状结构1312、1322的弧度来实现。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。

上述左臂齿形对数周期中设有蝴蝶结天线1311和弧形齿状结构1312，在一实施例中，还可以通过调节对数周期参数τ来调整天线10的工作频段并微调天线10的阻抗，以适配于超高频使用范围并达到超宽频带的目的。例如，可以调整对数周期天线的参数τ来调整工作频段，使标签的中心频点落在902～928MHz，有效频段相对较宽。在另一实施例中也可提供过调整离中心最近的弧形齿1312、1322距中心的距离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、银浆和导电油墨等，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到封装在天线10中馈电环11上，也可以用金线或铝线邦定机用金线或铝线将芯片20绑定在馈电环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。

无源电子标签中设有上述天线10、芯片20以及基板30，可以得到较远的读取距离和较宽的带宽。

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

1.一种宽频带平面电子标签，其特征在于，所述标签为薄片，使用时粘贴在物体上，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；天线包括馈电环及耦合偶极子，所述馈电环位于所述基板的中心，所述耦合偶极子设有耦合环、左臂和右臂，所述耦合环连接左臂和右臂，左臂为齿形对数周期平面天线，其中齿形对数周期平面天线由蝴蝶结天线两侧各加三个齿状结构组成，所述右臂与左臂呈镜像设置。

2.根据权利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浆或导电油墨。

3.根据权利1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1所述的标签，其特征在于，所述馈电环的形状可以是方形或多边形或椭圆形或圆形。

5.根据权利1所述的标签，其特征在于，所述齿形对数周期的蝴蝶结形状可以是扇形或三角形，所述齿形对数周期的齿形状可以是圆弧形或直线形或折线形，通过调整圆形馈电环及蝴蝶结尺寸来实现天线与芯片共轭匹配。

6.根据权利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。

7.根据权利1所述的标签，其特征在于，通过调节蝴蝶结尺寸、对数周期参数τ及圆弧形齿的数量来调整天线的工作频段和阻抗。

8.根据权利1所述的标签，其特征在于，所述基板的尺寸范围为长90cm～100cm，宽46cm～50cm。