CN105303226A - 一种分体式复合型超高频rfid标签及其耦合设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分体式复合型超高频RFID标签及其耦合设计方法，所述RFID标签至少包括相互独立的一标签及一标签天线，所述标签与所述标签天线之间通过能量耦合实现信息的传送，通过本发明，实现了一种抗水洗、可大幅度弯曲、具有隐蔽性、成本低、利于批量生产的复合式超高频RFID标签，大大扩展了标签的应用领域。

Description

一种分体式复合型超高频RFID标签及其耦合设计方法

技术领域

本发明涉及RFID标签技术领域，特别是涉及一种分体式复合型超高频RFID标签及其耦合设计方法。

背景技术

目前，市场上出售的超高频RFID电子标签，从结构形式和封装工艺上来讲，无论是软质(如纸质)标签还是硬质标签(如PVC等塑封标签、PCB标签、嵌入式玻璃标签等)，都属于形式单一性标签。一次封装(Inlay的制作)都是将一个标签芯片通过导电胶固定于一个标签天线上制成，Inlay(潜入)制作完成后，再根据需要二次封装成软质或硬质标签。也有极少数标签为了提高生产率将标签天线分成小尺寸天线和大尺寸天线两部分，在小尺寸天线上完成芯片贴装和互连后，再与大尺寸天线通过焊盘的粘连完成电路导通。相对于其它标签来说，只是将标签天线切断后在焊接起来，没有发生本质性的改变。

然而，上述形式单一性标签在应用时存有如下缺点：软质标签尽管允许正反弯曲约15°，但经不起水洗。硬质标签形状一旦确定，就无法改变，只能原形状使用。

发明内容

为克服上述现有技术存在的不足，本发明之一目的在于提供一种分体式复合型超高频RFID标签及其耦合设计方法，其实现了一种通过能量耦合方式实现连接的抗水洗、可大幅度弯曲、具有隐蔽性、成本低、利于批量生产的分体式复合型超高频RFID标签，大大扩展了标签的应用领域。

为达上述及其它目的，本发明提出一种分体式复合型超高频RFID标签，所述RFID标签至少包括相互独立的一标签和一标签天线，所述标签与所述标签天线之间通过能量耦合实现信息的传送。

进一步地，所述标签为小标签，所述标签天线为大尺寸标签天线，所述大尺寸标签天线至少有部分与所述小标签的标签天线尺寸形状相同或相似。

进一步地，所述小标签为小硬质标签，所述大尺寸标签天线固定于软质物品表面上，形成一软质标签天线。

进一步地，所述小硬质标签包括小标签天线以及标签芯片，所述小标签天线与所述标签芯片通过导电胶互联制成Inlay后，密封于一硬质塑料壳体内形成所述小硬质标签，

进一步地，所述小标签天线为带弯折线的圆环形状，环形的首尾与所述标签芯片上对应的焊盘通过导电胶相连成通路。

进一步地，所述小标签天线的每一段均为弯折线形状。

进一步地，所述大尺寸标签天线利用软金属线固定于软质物品表面，所述大尺寸标签天线为相互连接的偶极振子。

为达到上述目的，本发明还提供一种分体式复合型超高频RFID标签的耦合设计方法，所述耦合设计方法基于微波耦合理论，将相互独立的一标签和一标签天线通过能量耦合形成所述复合式超高频RFID标签。

进一步地，所述标签为一小标签，所述标签天线为大尺寸标签天线，所述大尺寸标签天线至少有部分与所述小标签的标签天线尺寸形状相同或相似。

进一步地，所述方法进一步包括如下步骤：

步骤一，将一小标签天线与标签芯片通过导电胶互联制成Inlay；

步骤二，将制成的Inlay密封于一硬质小塑料壳体内形成小硬质标签；

步骤三，将一大尺寸标签天线固定于软质物品表面上，形成软质标签天线，所述大尺寸标签天线至少有一部分形状与和所述小标签天线尺寸形状相同或相似；

步骤四，将所述小硬质标签和所述大尺寸标签天线通过能量耦合形成所述复合式超高频RFID标签。

与现有技术相比，本发明一种分体式复合型超高频RFID标签及其耦合设计方法基于微波耦合理论，将相互独立的一标签与一标签天线通过能量耦合形成复合式超高频RFID标签，达到了实现一种抗水洗、可大幅度弯曲、具有隐蔽性、成本低、利于批量生产的复合式超高频RFID标签的目的，大大扩展了标签的应用领域。

附图说明

图1为本发明较佳实施例中一种分体式复合型超高频RFID标签的结构示意图；

图2为本发明较佳实施例中小硬质标签的俯视图；

图3为本发明较佳实施例中小硬质标签的主视图；

图4为本发明一种分体式复合型超高频RFID标签的耦合设计方法之较佳实施例的步骤流程图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例并结合附图说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。

在本发明中，本发明之分体式复合型超高频RFID标签基于微波耦合理论设计而成，将相互独立的一标签与一标签天线通过能量耦合方式实现信息的传送。较佳的，该标签为小标签，该标签天线为大尺寸标签天线，该大尺寸标签天线至少有部分与该小标签的标签天线尺寸形状相同或相似。图1为本发明较佳实施例中一种分体式复合型超高频RFID标签的结构示意图，图2为本发明较佳实施例中小硬质标签的俯视图，图3为本发明较佳实施例中小硬质标签的主视图。请一并参照图1、图2及图3所示，在本发明较佳实施例中，本发明一种分体式复合型超高频RFID标签包括相互独立的小硬质标签和固定于软质物品表面上的大尺寸标签天线4，但不以此为限，其中，小硬质标签包括小标签天线2以及标签芯片1，在本发明较佳实施例中，小标签天线2为小环形标签天线，小环形标签天线2与标签芯片1通过导电胶互联制成Inlay后，被密封于一个无毒、无异味、耐磨、耐高温的硬质塑料壳体3内形成一个小硬质标签，小环形标签天线2蚀刻于绝缘基片5上；大尺寸标签天线4固定于衣服等软质物品表面上，形成一软质标签天线，大尺寸标签天线4可根据需要可以设计成各种形状，如矩形、圆形等，但其中有一部分形状要和小环形标签天线2尺寸形状相同或者相似，以便最大限度地将小环形标签天线2的能量耦合过来或将从空气中收来的能量信息传递给小环形标签天线2，小硬质标签和这一软质的大尺寸标签天线4相互独立，信息的传送是通过能量耦合来完成，进而形成本发明之整个复合式超高频RFID标签。

在本发明较佳实施例中，小环形标签天线整体上呈环形，环形的首尾与标签芯片1上对应的焊盘通过导电胶相连成通路。具体来讲，小环形标签天线的每一段依然是弯折线形状，弯折线形式可减少标签天线的尺寸，同时调节弯折线的宽度和长短可改变该天线的阻抗特性和增益性能。但需说明的是，小硬质标签中的小标签天线并不限于环形，也可为其他形状，本发明不以此为限。

在本发明较佳实施例中，这种基于微波耦合理论设计的分体式复合型超高频RFID标签，由结构上完全独立的两部分天线通过耦合方式来实现能量和信号的传送的。其中小环形标签天线和标签芯片制成Inlay后被密封于一个硬质小塑料壳体内，形成一个小硬质标签，另一部分大天线可用软金属线固定于服装等物品表面上，可弯曲，有韧性。此种标签经洗衣机等机器水洗而不会损害，而且具有隐蔽性、成本低廉，易于量产和普及，大大扩展了标签的应用领域。

作为本发明的一个优选实施例中，采用PI绝缘膜做绝缘基片5，小环形标签天线2蚀刻于PI绝缘基片5上，金属层厚度0.03～0.1mm。整个小环形标签天线2的大小约为Φ17mm，为带弯折线的圆环形状，亦易于装入小圆形硬质塑料纽扣壳体3中，弯折线形式可减少标签天线的尺寸，同时调节弯折线的宽度和长短可改变该天线的阻抗特性和增益性能。大尺寸标签天线4为连接一起的偶极振子，弯折线形式，尺寸约为62×16mm，用金属线缝纫于服装上，小环形标签天线2和大尺寸标签天线4的距离约为0.5～1mm，相互独立，抗水洗，可大幅度弯曲，具有隐蔽性，。在整个902～928MHz频段上，驻波小于1.15，增益为1.0dBi，整个标签固定于服装上时利用超高频手持式读写器功率为30dBm、天线增益为3dBi时读取距离约为1.0米，符合人员管理标签的要求。

图4为本发明一种分体式复合型超高频RFID标签的耦合设计方法之较佳实施例的步骤流程图。本发明之耦合设计方法基于微波耦合理论，将相互独立的一标签与一标签天线通过能量耦合形成分体式复合型超高频RFID标签，较佳的，该标签为小标签，该标签天线为大尺寸标签天线，所述大尺寸标签天线至少有部分与所述小标签的标签天线尺寸形状相同或相似。如图4所示，在本发明较佳实施例中，本发明之分体式复合型超高频RFID标签的耦合设计方法，进一步包括如下步骤：

步骤401，将一小标签天线与标签芯片通过导电胶互联制成Inlay。在本发明较佳实施例中，小标签天线为小环形标签天线，该小环形标签天线整体上呈环形，环形的首尾与标签芯片上对应的焊盘通过导电胶相连成通路。具体来讲，小环形天线的每一段依然是弯折线形状，弯折线形式可减少标签天线的尺寸，同时调节弯折线的宽度和长短可改变该天线的阻抗特性和增益性能。当然，小标签天线也可以为其他形状，在此不予限制。

步骤402，将制成的Inlay密封于一个无毒、无异味、耐磨、耐高温的硬质小塑料壳体内形成一个小硬质标签。

步骤403，将一大尺寸标签天线固定于衣服等软质物品表面上，形成一软质标签天线，该大尺寸标签天线可根据需要可以设计成各种形状，如矩形、圆形等，但其中有一部分形状要和小标签天线(如小环形标签天线)尺寸形状相同或者相似，以便最大限度地将小环形标签天线的能量耦合过来或将从空气中收来的能量信息传递给该小硬质标签的小环形标签天线。在本发明较佳实施例中，该大尺寸标签天线为相互连接的偶极振子，弯折线形式，易于用金属线缝纫于服装上。

步骤404，该小硬质标签和该大尺寸标签天线通过能量耦合形成整个分体式复合型超高频RFID标签。

综上所述，本发明一种分体式复合型超高频RFID标签及其耦合设计方法基于微波耦合理论，将相互独立的一标签与一标签天线通过能量耦合形成复合式超高频RFID标签，达到了实现一种抗水洗、可大幅度弯曲、具有隐蔽性、成本低、利于批量生产的复合式超高频RFID标签的目的，大大扩展了标签的应用领域。

与现有技术相比，本发明具有如下特点及有益之处：

1、本发明之标签为复合式标签，基于微波耦合理论设计制作而成的。

2、本发明之标签为复合式标签，包括小硬质标签和固定于软质物品表面上的大尺寸天线两部分。

3、本发明之标签的两部分天线相互独立，通过耦合方式传送能量及信号的。

4、本发明较佳实施例中，小硬质标签的小环形标签天线为带弯折线的圆环形状，体积小，重量轻，亦易于装入小圆形硬质塑料纽扣壳体中。弯折线形式可减少标签天线的尺寸，同时调节弯折线的宽度和长短可改变该天线的阻抗特性和增益性能。

5、小硬质标签由小环形天线制成Inlay后被密封于硬质塑料纽扣中，具有隐蔽性，抗水洗。

6、大尺寸标签天线为相互连接的偶极振子，弯折线形式，易于用金属线缝纫于服装上。

7、大尺寸标签天线含有与小环形天线相似的结构部分，以便最大限度地将小环形天线的能量耦合过来或将从空气中收来的能量信息传递给小环形天线。

8、大尺寸标签天线，具有柔韧性，可以大幅度弯曲。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。

Claims (10)

1.一种分体式复合型超高频RFID标签，其特征在于：所述RFID标签至少包括相互独立的一标签和一标签天线，所述标签与所述标签天线之间通过能量耦合实现信息的传送。

2.如权利要求1所述的一种分体式复合型超高频RFID标签，其特征在于：所述标签为小标签，所述标签天线为大尺寸标签天线，所述大尺寸标签天线至少有部分与所述小标签的标签天线尺寸形状相同或相似。

3.如权利要求2所述的一种分体式复合型超高频RFID标签，其特征在于：所述小标签为小硬质标签，所述大尺寸标签天线固定于软质物品表面上，形成一软质标签天线。

4.如权利要求3所述的一种分体式复合型超高频RFID标签，其特征在于：所述小硬质标签包括小标签天线以及标签芯片，所述小标签天线与所述标签芯片通过导电胶互联制成Inlay后，密封于一硬质塑料壳体内形成所述小硬质标签。

5.如权利要求4所述的一种分体式复合型超高频RFID标签，其特征在于：所述小标签天线为带弯折线的圆环形状，环形的首尾与所述标签芯片上对应的焊盘通过导电胶相连成通路。

6.如权利要求5所述的一种分体式复合型超高频RFID标签，其特征在于：所述小标签天线的每一段均为弯折线形状。

7.如权利要求6所述的一种分体式复合型超高频RFID标签，其特征在于：所述大尺寸标签天线利用软金属线或软金属片固定于软质物品表面，所述大尺寸标签天线为相互连接的偶极振子。

8.一种分体式复合型超高频RFID标签的耦合设计方法，其特征在于：所述耦合设计方法基于微波耦合理论，将相互独立的一标签和一标签天线通过能量耦合形成所述复合式超高频RFID标签。

9.如权利要求8所述的一种分体式复合型超高频RFID标签的耦合设计方法，其特征在于：所述标签为一小标签，所述标签天线为大尺寸标签天线，所述大尺寸标签天线至少有部分与所述小标签的标签天线尺寸形状相同或相似。

10.如权利要求9所述的一种分体式复合型超高频RFID标签的耦合设计方法，其特征在于，所述方法进一步包括如下步骤：

步骤一，将一小标签天线与标签芯片通过导电胶互联制成Inlay；

步骤二，将制成的Inlay密封于一硬质小塑料壳体内形成小硬质标签；

步骤三，将一大尺寸标签天线固定于软质物品表面上，形成软质标签天线，所述大尺寸标签天线至少有一部分形状与和所述小标签天线尺寸形状相同或相似；

步骤四，将所述小硬质标签和所述大尺寸标签天线通过能量耦合形成所述复合式超高频RFID标签。