CN103646277A

CN103646277A - 一种自相似结构宽频带电子标签

Info

Publication number: CN103646277A
Application number: CN201310637158.5A
Authority: CN
Inventors: 赵军伟; 马纪丰; 秦津津
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，提供了一种自相似结构宽频带电子标签。该宽频带电子标签包括天线、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。所述天线包括多边形短路环及偶极子，所述偶极子设有左臂和右臂，所述左臂为自相似结构，由等比例的四个三角形按顺序叠加而成，且三角形内部挖空，所挖图案亦为等比例的4个三角形。所挖三角形同外围三角形成同样比例。所述左臂与右臂呈镜像设置，左臂同右臂连接在一起；所述多边形短路环位于靠近偶极子中心的位置，其中两边同偶极子的三角形边缘平行。所述芯片位于多边形短路环上。本发明宽频带无源电子标签识读距离较远，频带较宽，适用性强。

Description

一种自相似结构宽频带电子标签

技术领域：

本发明涉及一款自相似结构宽频带电子标签，属微波通讯技术领域，适用840MHz～960MHz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，本发明设计了一款自相似结构宽频带的电子标签，可以方便应用在多种场合，从而解决上述问题。

发明内容：

本发明的主要目的是提供一种宽频带电子标签，旨在方便的应用于各种不同的环境中。

本发明自相似结构宽频带电子标签包括天线、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及偶极子，所述偶极子设有左臂和右臂，所述左臂为自相似结构，由等比例的三角形按顺序叠加而成，且三角形内部挖空，所挖图案亦为等比例的三角形。所挖三角形同外围三角形成同样比例。所述左臂与右臂呈镜像设置，左臂同右臂连接在一起；所述短路环位于靠近偶极子中心的位置，所述芯片位于多边形短路环上。

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、圆形、多边形或椭圆形。

所述自相似结构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50mm～90mm，宽30mm～60mm。

本发明白相似结构宽频带电子标签中，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臂和右臂，所述左臂为自相似结构，由等比例的三角形按顺序叠加而成，且三角形内部挖空，所挖图案亦为等比例的三角形。所挖三角形同外围三角形成同样比例。所述左臂与右臂呈镜像设置，左臂同右臂连接在一起；短路环位于靠近偶极子中心的位置，所述芯片位于短路环上。通过调整偶极子的自相似结构的个数及尺寸、比例以及所挖三角形的尺寸可以方便的调节天线工作的频率和频带宽度，并且调整短路环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自相似结构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，所述多边形短路环11位于靠近偶极子12中心的位置，其中两边同偶极子12的三角形边缘平行。所述芯片30位于多边形短路环11上。所述偶极子12设有右臂和左臂，所述右臂设有四个等比例的三角形1211、1213、1215、1217，由这4个三角形按顺序叠加而成，且每个三角形内部挖空，所挖图案亦为等比例的4个三角形1212、1214、1216、1218。所挖的四个三角形同外围三角形成同样比例。所述左臂和右臂镜像对称。

基板30的形状和尺寸可按照所贴的物体或封装的模具具体要求设置。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50～90mm，宽30～60mm。基板30的材质可以为以下塑料材质中的聚氯乙烯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，在已实施中，短路环11的外形为多边形，其位于靠近偶极子12中心的位置，其中两边同偶极子12的三角形边缘平行。由于天线10的信号是靠偶极子辐射的，而偶极子的白相似结构和等比例的三角形叠加的设计是为了拓展带宽，且保持整个天线形状为长矩形设计，方便地贴在物体上或封装在模具中使用。

偶极子12的右臂和左臂互为镜像设置，天线10的两个臂相连接。左臂与右臂互为镜像设置，因为左臂的结构可以参照右臂，在此不做赘述。

在一实施例中可以通过调整多边形短路环11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多边形短路环11和偶极子的尺寸来实现。例如可根据所贴物体或要封装的模具大小及材质等，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的阻抗相等，已达到输出最大功率的目的。天线10的输出功率最大，其传输距离相应地延长，因而可进一步延长宽频带电子标签的读写距离。

上述右臂为自相似结构，由4个等比例的三角形1211、1213、1215、1217叠加相成，且三角形内部挖空，所挖图案亦为等比例的4个三角形1212、1214、1216、1218。所挖三角形同外围三角形成同样比例。在一实施例中，还可以通过调节三角形1211、1213、1215、1217的数量或者尺寸、比例及所挖三角形1212、1214、1216、1218的尺寸来调整天线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，可以调整三角形1211、1213、1215、1217的尺寸和个数来调整工作频段和频带宽度，使宽频带电子标签的中心频点落在902～928MHz，使宽频带电子标签的驻波在800～1000MHz的范围内均小于2.

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所需粘贴的物体或要封装的模具的尺寸进行设置，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

1.一种自相似结构宽频带电子标签，其特征在于，所述标签为薄片，包括天线、芯片和基板，基板收容天线和芯片，其中，所线与芯片匹配，天线包括短路环及偶极子，所述偶极子设有左臂和右臂，所述左臂为白相似结构，由等比例的多个三角形按顺序叠加而成，且三角形内部挖空，所挖图案亦为等比例的三角形，所挖三角形同外围三角形成同样比例，偶极子左臂与偶极子右臂呈镜像设置，左臂同右臂连接在一起；所述短路环位于靠近偶极子中心的位置，芯片位于形短路环上。

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

5.根据权利要求1所述的标签，其特征在于，所述偶极子的自相似结构的形状可以是弧形或折线形或梯形或椭圆弧形，通过调整短路环及偶极子尺寸来实现天线与芯片共轭匹配。

6.根据权利要求1所述的宽频带电子标签，其特征在于，通过调节偶极子的自相似结构数量或者尺寸及比例和所挖三角形的尺寸来调整天线的工作频段和阻抗。

7.根据权利要求1所述的宽频带电子标签，其特征在于，所述基板的尺寸范围为长50～90mm，宽30～60mm。