CN104751223A - 智能交通系统的超高频射频识别电子标签 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于智能交通的超高频射频识别电子标签，其中，包括基材、标签天线以及超高频射频识别芯片；所述基材包括第一表面和与所述第一表面相对应的第二表面；所述标签天线结构设置于所述基材上，所述标签天线结构还包括多个子结构段；以及所述超高频射频识别芯片设置于所述标签天线结构的一馈电端口上。本发明的用于智能交通的超高频射频识别电子标签，具有抗金属干扰和线极化特性，能形成符合902-928MHz频段最佳阻抗匹配的电子标签；同时，具备远距离读取特性。

Description

智能交通系统的超高频射频识别电子标签
技术领域
本发明涉及一种超高频(Ultra High Frequency,UHF)射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)电子标签，特别涉及一种智能交通系统的超高频射频识别电子标签。
背景技术
射频识别技术具有快速识别、远距识别和多目标识别等优点，被广泛应用于智能交通领域的智能交通。通过在机动车上安装存储有机动车号牌的射频识别电子标签，在道路上方安装射频识别读写器，当机动车经过射频识别读写的工作区域时，机动车上安装的射频识别标签中存储的数据被读出，从而完成了对机动车号牌的识别。采用射频识别技术，可以准确地采集识别到高速运动的机动车的号牌，实现智能交通调控、自动违章处理、车辆跟踪处理、交通实时查询以及车辆统计等功能。
射频识别电子标签作为智能交通系统中重要组成部分，其性能直接影响整个系统能否正常运行。衡量电子标签性能的重要指标即为读取距离，该指标主要由标签天线与芯片的匹配程度及标签天线的增益两个因素共同决定。同时，电子标签的防金属背景干扰特性是目前智能交通系统中备受关注及迫切需要解决的关键技术。
现有的应用于智能交通系统的电子标签读距离多集中于15米以下，基本能够满足智能交通的基本应用，但其性能仍需继续提升；电子标签的抗金属背景干扰特性通常依靠在电子标签背面垫高厚度，避免电子标签直接与金属接触来解决，但这种方式会导致标签整体厚度在1厘米以上。
因此，亟待研制一种能够远距离读取，同时具备防止金属环境干扰等特性的高性能射频识别电子标签迫在眉睫。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于智能交通系统中电子标签的远距离及抗金属环境干扰两个方面，以控制车主利用金属材料干扰电子标签的行为，而影响RFID系统在车辆自由流运行环境下RFID电子标签的识读性能的问题。
本发明一种用于智能交通的超高频射频识别电子标签，其中，包括基材、标签天线以及超高频射频识别芯片；所述基材包括第一表面和与所述第一表面相对应的第二表面；所述标签天线结构设置于所述基材上，所述标签天线结构还包括多个子结构段；以及所述超高频射频识别芯片设置于所述标签天线结构的一馈电端口上。
根据本发明一种用于智能交通的超高频射频识别电子标签的一实施例，其中，所述多个子结构段包括：第一子结构段、第二子结构段、第三子结构段、第四子结构段及第五子结构段，所述第一子结构段、所述第二字结构段设置于所述基材的第一表面上，所述第三子结构段与所述第四子结构段设置于连接第一表面与第二表面的两个侧壁上，所述第五子结构段设置于所述基材的第二表面上。
根据本发明一种用于智能交通的超高频射频识别电子标签的一实施例，其中，所述第一子结构段与所述第二子结构段为对称设置，所述第三子结构段与所述第四子结构段为对称设置。
根据本发明一种用于智能交通的超高频射频识别电子标签的一实施例，其中，所述第一子结构段为E型辐射结构，所述第二子结构段为反E型辐射结构，并且，所述第一子结构段、第二子结构段紧贴设置于机动车挡风玻璃上。
根据本发明一种用于智能交通的超高频射频识别电子标签的一实施例，其中，所述第三子结构段与所述第四子结构段分别对称设置于所述连接第一表面与第二表面的两个侧壁上。
根据本发明一种用于智能交通的超高频射频识别电子标签的一实施例，其中，所述第三子结构段与所述第四子结构段为金属接地面，用于实现所述基材的第一表面与所述基材的第二表面之间电流的连通。
根据本发明一种用于智能交通的超高频射频识别电子标签的一实施例，其中，所述第五子结构段为金属地板。
根据本发明一种用于智能交通的超高频射频识别电子标签的一实施例，其中，所述馈电端口设置于所述第一子结构段与所述第二子结构段的中心位置。
根据本发明一种用于智能交通的超高频射频识别电子标签的一实施例，其中，所述防拆结构设置于所述基材上，所述防拆结构为均匀设置的通孔结构。
本发明的面向智能交通的电子标签和现有技术相比，具有如下优点：
1、面向智能交通专用射频识别电子标签基于独特的镜像对称抗金属天线技术特性，具有抗金属干扰和线极化特性，能形成符合902-928MHz频段最佳阻抗匹配的电子标签；
2、面向智能交通专用射频识别电子标签基于独特的高增益镜像对称抗金属特性技术特性，使得标签具备远距离读取特性。在读写器功率为1W，读写器天线增益为12dBi的RFID车辆管理系统条件下，RFID系统对贴装在汽车前挡风玻璃上的电子标签识读距离大于15米，最远距离可达25米。
附图说明
图1为本发明智能交通的超高频射频识别电子标签的正面示意图；
图2为本发明智能交通的超高频射频识别电子标签的反面结构示意图。
超高频射频识别芯片1 标签天线结构2
基材3
21第一子结构段      22第二子结构段
23第三子结构段      24第四子结构段
25第五子结构段      26馈电端口
31第一表面          32第二表面
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
本发明提供了一种面向智能交通的超高频射频识别电子标签结构，该结构具备抗金属环境干扰的特性。同时兼具远距离读取的特性。本发明正是基于这种现实需求而产生的。
如图1及图2结合所示，一种用于智能交通的超高频射频识别电子标签，超高频射频识别电子标签包括基材3、标签天线2和超高频射频识别芯片1。
参考图1以及图2，基材3成片状，具有上表面31以及下表面32。标签天线2包括：子结构段21、子结构段22、子结构段23、子结构段24以及子结构段25。子结构段21为E型辐射结构，而子结构段22为反E型辐射结构。子结构段21与子结构段22对称设置在基材3的上表面31上，子结构段25设置在下表面32上，子结构段23与子结构段24设置在基材3的连接上表面31与下表面32的侧壁上。子结构段21的中部231与子结构段22部的中部232略微长出，超高频射频识别芯片1设置在基材3的上表面31上，并位于子结构段21的中部231与子结构段22部的中部232之间，天线结构2的一馈电端口26上。子结构段21与子结构段22的空隙裸露出部分基材3。
参考图1，子结构段21与子结构段22是紧贴设置于挡风玻璃上，子结构段23与子结构段24为对称设置。子结构段23与子结构段24为金属连接面，用于实现基材的上表面31与基材的下表面32之间电流的连通。子结构段25为金属底板，并且，在子结构段21与子结构段22的中心位置设置有馈电端口26。
进一步参考图1以及图2，本发明一具体实施例中提出的一种面向智能交通的超高频射频识别电子标签，包括超高频射频识别芯片1、标签天线结构2、基材3；基材3为陶瓷基材，标签天线结构2为远距离超高频UHF RFID标签天线结构，并且印制在基材3上，超高频射频识别芯片1通过焊接技术绑定在标签天线结构2的馈电端口26上；基于汽车前挡风玻璃贴装背景环境，设计的陶瓷基材无源超高频射频识别电子标签具备远距离读取、抗金属干扰等特性，可满足车辆在自由流运行环境下的远距离自动识别和管理功能。
进一步参考图1以及图2，本发明一具体实施例中，通过对电子标签焊接不同协议的超高频射频识别芯片1，并调整标签天线结构2的各子结构段21、22、23、24及其对称结构的尺寸大小，电子标签可很好的支持ISO18000-6C或ISO18000-6B协议。
进一步参考图1以及图2，本发明一具体实施例中，本发明中标签天线结构2基于独特的镜像对称微带天线技术，结合缝隙天线的辐射机理，提升了标签天线的辐射特性。金属底板的子结构段25可以有效反射天线辐射的能量，增大天线增益，同时阻断了金属背景对电子标签阻抗特性的影响，增大标签天线的环境适应性，从根本上解决了电子标签抗金属干扰的问题。本发明通过对各子结构段21、22、23、24及其对称结构的尺寸大小调整，能形成一系列符合902-928MHz和840-845MHz频段最佳阻抗匹配的标签。
进一步参考图1以及图2，本发明一具体实施例中，本发明提供的电子标签具有高增益和抗金属干扰特征，能满足包括902-928MHz和840-845MHz频段工作的需求。
进一步参考图1以及图2，本发明一具体实施例中，基材3的尺寸为86mm×54mm×0.8mm尺寸。或其它合理尺寸规格。并且，基于标准卡介质的基板3采用陶瓷材料，利用陶瓷材料生产制作电子标签工艺成熟，产品一致性优异。
进一步参考图1以及图2，本发明一具体实施例中，具体应用中，本发明提供的电子标签通过3M背胶粘贴在机动车挡风玻璃的指定位置，并且保证电子标签的子结构段21以及子结构段22的金属辐射体一面正对车窗方向粘贴。
综上所述，本发明提出的用于智能交通的超高频射频识别电子标签，具有抗金属干扰和线极化特性，能形成符合902-928MHz频段最佳阻抗匹配的电子标签；同时，具备远距离读取特性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于智能交通的超高频射频识别电子标签，其特征在于，包括基材、标签天线以及超高频射频识别芯片；
所述基材包括第一表面和与所述第一表面相对应的第二表面；
所述标签天线结构设置于所述基材上，所述标签天线结构还包括多个子结构段；以及
所述超高频射频识别芯片设置于所述标签天线结构的一馈电端口上。
2.如权利要求1所述用于智能交通的超高频射频识别电子标签，其特征在于，所述多个子结构段包括：第一子结构段、第二子结构段、第三子结构段、第四子结构段及第五子结构段，所述第一子结构段、所述第二字结构段设置于所述基材的第一表面上，所述第三子结构段与所述第四子结构段设置于连接第一表面与第二表面的两个侧壁上，所述第五子结构段设置于所述基材的第二表面上。
3.如权利要求2所述用于智能交通的超高频射频识别电子标签，其特征在于，所述第一子结构段与所述第二子结构段为对称设置，所述第三子结构段与所述第四子结构段为对称设置。
4.如权利要求3所述用于智能交通的超高频射频识别电子标签，其特征在于，所述第一子结构段为E型辐射结构，所述第二子结构段为反E型辐射结构，并且，所述第一子结构段、第二子结构段紧贴设置于机动车挡风玻璃上。
5.如权利要求2所述用于智能交通的超高频射频识别电子标签，其特征在于，所述第三子结构段与所述第四子结构段分别对称设置于所述连接第一表面与第二表面的两个侧壁上。
6.如权利要求5所述用于智能交通的超高频射频识别电子标签，其特征在于，所述第三子结构段与所述第四子结构段为金属接地面，用于实现所述基材的第一表面与所述基材的第二表面之间电流的连通。
7.如权利要求2所述用于智能交通的超高频射频识别电子标签，其特征在于，所述第五子结构段为金属地板。
8.如权利要求1所述用于智能交通的超高频射频识别电子标签，其特征在于，所述馈电端口设置于所述第一子结构段与所述第二子结构段的中心位置。
9.如权利要求1所述用于智能交通的超高频射频识别电子标签，其特征在于，所述防拆结构设置于所述基材上，所述防拆结构为均匀设置的通孔。
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