CN103646274A

CN103646274A - 一种无源的电子标签

Info

Publication number: CN103646274A
Application number: CN201310637080.7A
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。所述天线包括短路环及偶极子，所述短路环位于所述基板的底部。所述偶极子设有左臂和右臂，所述左臂由三个变形方波(方波顶端以一定角度向上倾斜)及顶端加载组成，其中三个变形方波顶端在同一直线上。方波两端分别同矩形短路环及顶端加载相连，顶端加载部分为等腰梯形，按方波倾斜角度倾斜。所述右臂与左臂呈镜像设置，所述芯片位于短路环上靠近基板边缘的地方。本发明无缘电子标签识读距离较远，带宽较宽，适用性强。

Description

一种无源的电子标签

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～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，所述基板矩形设置，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及偶极子，所述短路环位于所述基板的中部。所述偶极子设有左臂和右臂，所述左臂由三个变形方波(方波顶端以一定角度向上倾斜)及顶端加载组成，其中三个变形方波顶端在同一直线上，顶端加载呈等腰梯形状。方波两端分别同短路环及顶端加载相连。所述右臂与左臂呈镜像设置，所述芯片位于短路环远离左右臂连接处。

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。

所述短路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。

所述方波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105cm～130cm，宽13cm～20cm。

本发明无源电子标签中，天线设置有短路环及偶极子，其中偶极子设有互为镜像的左右臂，所述左臂由三个变形方波及顶端加载组成，其中三个变形方波顶端在同一直线上，顶端加载呈等腰梯形状。方波两端分别同短路环及顶端加载相连。通过调整方波及末端加载的尺寸可以方便的调节天线工作的频率，并且调整短路环尺寸及末端加载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包含偶极子12及短路环11，所述短路环11位于所述基板30的中部，短路环11的中心位于基板的中心，所述偶极子12设有左臂和右臂，所述左臂设有幅度等差递增方波段1211和梯形电容加载1212。所述右臂和左臂镜像对称。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105cm～130cm，宽13cm～20cm。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的外形为矩形，其位于基板30的中部。由于天线10的信号是靠末端加载部分1212、1222辐射的，而1212、1222梯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。

偶极子12的左臂和右臂互为镜像设置，天线10的两个臂同短路环相连接。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短路环11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短路环11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。

上述左臂中设有幅度等差递增方波段1211和梯形1212，在一实施例中，还可以通过调节方波段1211的方波的数量、幅度、幅度递增值和宽度或者矩形1212的长度来调整天线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延长传输距离的目的。例如，可以调整方波段1211的波幅来调整工作频段，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梯形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、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。

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

1.一款无源的电子标签，其特征在于，所述标签为薄片，使用时粘贴在物体上，包括矩形基板和位于基板上的短路环、偶极子以及与短路环上的馈电点连接的芯片，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及偶极子，所述短路环位于所述基板的中部，所述偶极子设有左臂和右臂，所述左臂由三个变形方波及顶端加载组成，方波顶端以一定角度向上倾斜，其中三个变形方波顶端在同一直线上，顶端加载呈等腰梯形状，方波两端分别同短路环及顶端加载相连，所述右臂与左臂呈镜像设置，所述芯片位于短路环远离左右臂连接处。

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和导电油墨。

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，所述短路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，所述顶端加载的形状可以是梯形或弧形或折线形或多边形或圆形或椭圆弧形，通过调整短路环及顶端加载的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5所述的标签，其特征在于，通过调节变形方波的数量或者波幅及顶端加载梯形的长度和宽度来调整天线的工作频段和阻抗。