CN104376358A - 一种应用于瓶体、柱体的超高频标签 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于瓶体、柱体的超高频标签，包括环形侧壁导体部，所述环形侧壁导体部的侧壁部位上设置有起发射作用的环天线，所述环形侧壁导体部的上端面设置有以便于进行电感耦合的耦合部分，所述环天线与耦合部分电连接；所述环形侧壁导体部的上端面通过隔离层连接起通讯作用的平面导体，平面导体与环形侧壁导体部的耦合部分进行电感耦合，平面导体与具有应答响应的射频芯片电连接。本发明可以在环形侧壁导体部四周进行360度无死角通讯，且读写讯号强度在360°的范围内没有明显的强度差异。这种标签的安装也极其简单，只需贴装在环形侧壁导体部的一个顶端就能实现功能全向读取功能，简便易行，实用可靠。

Description

一种应用于瓶体、柱体的超高频标签

技术领域

本发明涉及信息技术领域，具体来说涉及一种UHF（超高频）频段的电子标签和其天线结构，指的是在700～1000MHz频率范围工作的超高频电子标签，主要应用于瓶体、罐体，以及类似的圆柱体和长方体上。

背景技术

RFID电子标签是用来对物品进行标识的一种方法，是条码的替代和升级。使用RFID电子标签不但可以在近距离识读，而且可以可以在5~10米的远距离识读。

RFID电子标签的芯片内具有全球唯一的识别码，是不能被批量复制和伪造的，所以RFID电子标签在物品防伪和识别领域具有很高的可靠性。

出于巨大的利益诱惑，市场上假冒白酒、红酒层出不穷，为了防止假冒伪劣产品对消费者、生产厂家造成危害和损失，生产厂家逐步开始在酒瓶和饮料瓶上使用RFID电子标签进行防伪。由于电子标签还能在生产过程控制和物流环节提高效率，可以抵消掉使用RFID标签带来的额外成本上升，所以鉴于防伪和提升效率这两个原因，生产和流通企业均愿意积极使用RFID电子标签。

目前RFID标签多贴在酒瓶的几个部位：

1、在原有酒瓶标签的后面增加RFID电子标签；

2、在酒瓶底部粘贴RFID电子标签；

3、在红酒酒瓶的软木塞内加装RFID电子标签；

4、在酒瓶颈部加贴RFID电子标签。

这些方式均有所不足，对于上述第1种方案，RFID电子标签位于瓶体最大直径的部位，瓶体间的相互碰撞，会造成RFID电子标签的芯片由于受到挤压、碰撞碎裂而失效。

对于第2种方案，RFID电子标签处于一个比较恶劣的通讯环境，瓶内的液体会对RFID电子标签的性能造成很大的影响，使其通讯频率发生偏移，降低其通讯距离。

对于第3种方案，由于软木塞体积较小，RFID电子标签的通讯距离较其它几种方案要短很多，且这种标签加工成本要高、工艺要复杂的多。

第4种方案是目前比较常用的方案，当时也有明显的不足之处：由于瓶体颈部多为变径体，即在颈部包装体的直径在不断的变化，由大到小或由小变大，这往往给粘贴标签带来很大的困难，因为标签是一个平面的物品，是无法完全与曲面物体特别是带有直径变化的瓶体紧密贴合的。现实中，这类标签往往需要做一些特殊处理，以免标签与包装体不能完全贴合而造成标签翘起。

这些特殊处理，一般是在标签的边缘模切出一些切口，这样标签再往变径瓶体上粘贴时，切口会张开，使得标签能尽量贴附在瓶体上。

上述几种标签贴装方案还有一个最大的弱点：一般微带天线都是具有方向性的，见图1。

标签贴在瓶体上，只有标签天线辐射面的前后两个方向上可以有较强的讯号，而RFID标签侧面讯号则大幅度降低，甚至不及正面的20%。对于圆柱形的瓶子来说，在生产和流通环节根本无法使所有瓶子的标签的朝向保持一致，这就造成了在流通环节总有一部分RFID标签的读取比较困难，必须依靠转动瓶体或转动读写器，来寻找到那些角度不佳的电子标签，亦或是在现场多布置几个不同方向的读写器，以解决此困难，但这毕竟耗费了很多硬件成本和人工成本。

中国专利公开号为CN202828355的专利，公开了一种内置RFID标签和保护膜的包装瓶，包括环绕热缩于瓶体的瓶口外壁上将瓶口封闭的保护膜，全部或者一部分粘贴于保护膜上的RFID标签以及套装于RFID标签和保护膜外面并热缩在瓶体的瓶口上的热缩胶帽。其是采用保护膜包封瓶口，在瓶口开封后保护膜被撕毁，贴在保护膜上的RFID标签由于即与保护膜粘贴又与瓶体粘贴，所以顺便被毁坏，从而起到防伪的作用；是物理手段防伪的方法；且保护膜不具备对外通讯功能。

发明内容

本发明的主要目的，在于解决现有二维结构的RFID电子标签的缺失，避免RFID标签贴在类似于瓶体的包装体上使用时，带来的芯片碎裂、标签贴合不牢，以及RFID电子标签在各个方向上读取距离相差很多带来的读取不便利等问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种应用于瓶体、柱体的超高频标签，其特征在于，包括环形侧壁导体部，所述环形侧壁导体部的侧壁部位上设置有起发射作用的环天线，所述环形侧壁导体部的上端面设置有以便于进行电感耦合的耦合部分；

所述环形侧壁导体部的上端面的耦合部分通过隔离层与起通讯作用的平面导体进行电感耦合，平面导体与具有应答响应的射频芯片电连接。

在本发明中，所述超高频标签的通讯频率为800~1000MHz。

在本发明中，所述平面导体上设置有天线。

在本发明中，所述环形侧壁导体部、平面导体为铝、铜、导电银浆等具有导电性能的金属导体，或者通过真空溅射、电镀等方式形成的具有金属功能的导体。

在本发明中，所述环形侧壁导体部的上端面和平面导体的相互平行。

在本发明中，所述环天线可以是一个曲面，也可以由多个连续的平面或曲面组成组合体。

在本发明中，所述隔离层为平面导体的承载基材。或者，所述隔离层为粘结平面导体和环形侧壁导体部的上端面的粘结材料层。

本发明在安装时，对位置要求不严格，即只要放置在瓶端上都能达到被识别效果，可以有效的降低安装精度，提高贴标的生产效率。

本发明利用反向耦合机理将环形天线的电磁波耦合到包裹瓶口的封皮金属（环形侧壁导体部）中，标签位置（平面导体）与封皮金属成垂直关系，这样实现了类环形侧壁导体部外形的物体在贴上本发明的电子标签后，可以在环形侧壁导体部四周进行360度无死角通讯，且读写讯号强度在360°的范围内没有明显的强度差异。这种标签的安装也极其简单，只需贴装在环形侧壁导体部的一个顶端就能实现功能全向读取功能，简便易行，实用可靠。

本发明的特点可参阅本案图式及以下较好实施方式的详细说明而获得清楚地了解。

附图说明

图1为从瓶体顶部方向看，普通RFID标签使用时的3D增益效果图；

图2为从瓶体顶部方向看，本发明的3D效果图；

图3为普通RFID标签在瓶体上张贴的示意图；

图4为本发明安装在瓶口的示意图；

图5为环形侧壁导体部的示意图。

图中标号说明：

10.RFID射频芯片；  11.平面导体；  12.隔离层；  13.耦合部分；  14.发射部分；15.材料接缝；  101.在瓶体普通位置贴装的RFID标签；  102.在瓶体变径位置贴装的RFID标签。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例进一步阐述本发明。

参见图4、5，一种应用于瓶体、柱体的超高频标签，包括环形侧壁导体部，环形侧壁导体部具有三维立体结构，环形侧壁导体部的侧壁部位上设置有起发射作用的环天线（发射部分14），环形侧壁导体部的上端面设置有以便于进行电感耦合的耦合部分13。

环形侧壁导体部的上端面通过隔离层12连接起通讯作用的平面导体11。隔离层可以为平面导体的承载基材。或者，隔离层为粘结平面导体和环形侧壁导体部的上端面的粘结材料层。

平面导体上设置有天线，为标签天线的主通讯器件。平面导体11与环形侧壁导体部的耦合部分13进行电感耦合，平面导体11与具有应答响应的射频芯片10电连接。平面导体11可以是经过设计的几何图形，其起到通讯功能的部分为金属铜、铝，或导电银浆等具有金属性能的材料。

环形侧壁导体部可以是经过设计的几何图形，其几何图形的构成材料为金属；参见图5，在本实施例中，环形侧壁导体部为圆柱体，图中15为材料接缝。

环形侧壁导体部也可以是整块的金属材料，例如铝箔、锡箔、铜箔，以及带有金属涂层的热收缩材料。在热收缩材料表面获得金属涂层，一般有如下几种方法：真空溅射、真空蒸镀、电镀、化学镀等。金属可以是铝、铜等材料。

环形侧壁导体部可以是单一的金属材料，也可以是单面或双面带有金属涂层的材料。

在加工平面导体11时，可以采用在铝蚀刻天线上使用倒贴片工艺，将RFID芯片（射频芯片10）与铝天线绑定，使之成为具有通讯能力的标签。可以在平面导体11的表面贴装带有Logo图案的保护层，以保护射频芯片。

在加工环形侧壁导体部时，可以采用在热收缩膜上溅射一层金属铝，随后再铝层上印刷油墨，使之与瓶体的颜色配套，并将这种热缩材料制作成胶帽，见图5。这种胶帽即为三维立体标签的环形侧壁导体部。这种实现胶帽的方法目前已经是很成熟的加工方法，在目前国内的葡萄酒行业已经广泛使用，在此就不赘述了。

将胶帽套在葡萄酒瓶口，使用蒸汽或热风加热胶帽，使胶帽受热收缩从而紧紧贴覆在瓶壁上，这是一个目前流行的胶帽贴装工艺，在此不再赘述。

将之前生产好的平面导体11贴在环形侧壁导体部上，使平面导体11和环形侧壁导体部的耦合部分基本重合，至此这种三维立体RFID标签就贴装完毕。

这种RFID标签很隐蔽，在外观上根本无法看到这种RFID标签的痕迹，用户可以不必担心RFID标签会破坏酒瓶的整体设计和美感。而且，这种三维立体标签在瓶体上的贴装方式与原先的酒瓶胶帽和标签的贴装方式相同，不增加任何工序和成本。

本发明超高频标签的通讯频率为800～1000MHz。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (8)

1.一种应用于瓶体、柱体的超高频标签，其特征在于，包括环形侧壁导体部，所述环形侧壁导体部的侧壁部位上设置有起发射作用的环天线，所述环形侧壁导体部的上端面设置有以便于进行电感耦合的耦合部分；

所述环形侧壁导体部的上端面的耦合部分通过隔离层与起通讯作用的平面导体进行电感耦合，平面导体与具有应答响应的射频芯片电连接。

2.根据权利要求1所述的应用于瓶体、柱体的超高频标签，其特征在于，所述超高频标签的通讯频率为800~1000MHz。

3.根据权利要求1所述的应用于瓶体、柱体的超高频标签，其特征在于，所述平面导体上设置有天线。

4.根据权利要求1所述的应用于瓶体、柱体的超高频标签，其特征在于，所述环形侧壁导体部、平面导体为铝、铜、导电银浆等具有导电性能的金属导体，或者通过真空溅射、电镀等方式形成的具有金属功能的导体。

5.根据权利要求1所述的应用于瓶体、柱体的超高频标签，其特征在于，所述环形侧壁导体部的上端面和平面导体的相互平行。

6.根据权利要求1所述的应用于瓶体、柱体的超高频标签，其特征在于，所述环天线可以是一个曲面，也可以由多个连续的平面或曲面组成组合体。

7.根据权利要求1所述的应用于瓶体、柱体的超高频标签，其特征在于，所述隔离层为平面导体的承载基材。

8.根据权利要求1所述的应用于瓶体、柱体的超高频标签，其特征在于，所述隔离层为粘结平面导体和环形侧壁导体部的上端面的粘结材料层。