CN106909961B - 一种防拆电子标签 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防拆电子标签，包括天线、芯片和基板，基板用于收容天线和芯片；其中，天线与芯片匹配，天线包含偶极子及耦合环，耦合环位于基板的中部，偶极子设有左臂和右臂，左臂由第一直臂及第一顶端加载组成，第一直臂位于耦合环上方，第一直臂的左端与第一顶端加载的右端相连，第一顶端加载中间镂空，呈上下对称设置；右臂由第二直臂及第二顶端加载组成，第二直臂位于耦合环上方，第二直臂的右端与第二顶端加载的左端相连，第二顶端加载中间镂空，呈上下对称设置；且所述右臂与左臂呈镜像设置。

Description

一种防拆电子标签
技术领域
本发明涉及射频识别(RFID，Radio Frequency Identification)技术领域，尤其涉及一种防拆电子标签。
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、零售业及交通业等诸多领域，其有效地提高了管理效率，并大大节约了人力成本。在智能交通管理中要求电子标签具有不可拆卸性及唯一性的特点，而陶瓷材料具有优良的电绝缘、高导热、耐高温等特性，且由于易碎而具有防拆卸特性；因而，陶瓷电子标签被广泛地作为车辆电子标签应用在智能交通管理中。一般来说，天线设计需要针对特定环境来进行，改变环境会使天线与芯片不再共轭匹配，性能下降。在不同的场合中，需要标签既能在空气中也能够在车玻璃上使用。
发明内容
为解决现有存在的技术问题，本发明实施例期望提供一种防拆电子标签。
为实现上述发明目的，本发明实施例采用以下方式来实现：
本发明实施例提供了一种防拆电子标签，包括天线、芯片和基板，基板用于收容天线和芯片；
其中，天线与芯片匹配，天线包含偶极子及耦合环，耦合环位于基板的中部，偶极子设有左臂和右臂，左臂由第一直臂及第一顶端加载组成，第一直臂位于耦合环上方，第一直臂的左端与第一顶端加载的右端相连，第一顶端加载的形状为梯形，其中间镂空，呈上下对称设置；右臂由第二直臂及第二顶端加载组成，第二直臂位于耦合环上方，第二直臂的右端与第二顶端加载的左端相连，第二顶端加载的形状为梯形，其中间镂空，呈上下对称设置；且所述右臂与左臂呈镜像设置；
其中，通过调整直臂和顶端加载与耦合环的间隙以调节天线阻抗的实部，通过调节耦合环的周长以调节天线阻抗的虚部，通过调节直臂和顶端加载的尺寸以调节天线工作的频率，通过调整顶端加载的尺寸，使天线在空气中阻抗匹配在谐振点之前，在玻璃上阻抗匹配在谐振点之后。
上述方案中，所述天线的材质为以下材质中一种：铜、铝和银。
上述方案中，所述基板的材质为以下材质中的一种：
易碎纸、聚氯乙烯PVC、树脂胶ABS、聚对苯基甲酸乙二醇酯PET、聚酰亚胺PI、陶瓷Al2O3、氮化铝AlN。
上述方案中，所述耦合环的外形为以下形状之一或任意组合：1/2圆形、圆形、矩形、方形、多边形、椭圆形。
上述方案中，所述顶端加载的上边长为8mm，下边长为48mm，高为31mm；内部镂空的上边长为2mm，下边长为14mm，高为20mm。
上述方案中，所述基板的形状为：矩形、或方形、或多边形、或椭圆形、或圆形。
上述方案中，所述基板的尺寸范围为长50mm～100mm，宽30mm～60mm。
本发明实施例所提供的一种防拆电子标签，天线设置有耦合环及偶极子，其中偶极子设有左臂和右臂，所述左臂由直臂及顶端加载组成，其中直臂位于耦合环上方，直臂的左端与顶端加载的右端相连，顶端加载中间镂空，呈上下对称设置；所述右臂与左臂呈镜像设置。
本发明实施例通过调整直臂和顶端加载与耦合环的间隙可以调节天线阻抗的实部，通过调节耦合环的周长可以调节天线阻抗的虚部，通过调节直臂和顶端加载的尺寸可以方便的调节天线工作的频率，通过调整顶端加载的尺寸，使天线在空气中阻抗匹配在谐振点之前，在玻璃上阻抗匹配在谐振点之后，从而使天线能在空气中和车玻璃上都达到与芯片的共轭匹配，使天线能应用在不同的环境中从而达到“一签两用”的目的。
附图说明
图1为本发明实施例的一种防拆电子标签的结构示意图；
图2为本发明实施例的另一种防拆电子标签的结构示意图；
图3为本发明实施例的再一种防拆电子标签的结构示意图；
图4为本发明实施例的还一种防拆电子标签的结构示意图；
图5为本发明实施例的还一种防拆电子标签的结构示意图；
图6为本发明实施例的还一种防拆电子标签的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步详细阐述。
本发明实施例使用三氧化二铝纯陶瓷基材作为载体，设计了一款能同时在空气中和车玻璃上性能达到最佳的易碎陶瓷电子标签，可以方便的解决现有技术的问题，方便的应用于各种不同的环境中。
该标签为易碎陶瓷薄片，包括天线、芯片和基板，基板可以呈矩形设置，收容所述天线和芯片。其中，所述天线与芯片匹配。所述天线包括耦合环及偶极子，所述耦合环位于所述基板的中间。所述偶极子设有左臂和右臂，所述左臂由直臂及顶端加载组成，其中直臂位于耦合环上方，直臂的左端与顶端加载的右端相连，顶端加载中间镂空，呈上下对称设置。所述右臂与左臂呈镜像设置。
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、聚氯乙烯(PVC，Polyvinylchloride)、树脂胶(ABS，Acrylonitrile Butadiene Styrene)、聚对苯基甲酸乙二醇酯(PET，Polyethylene Terephthalate)、PI或陶瓷Al2O3、AlN。
所述耦合环的形状包括以下形状中的一种：矩形、方形、多边形、1/2圆形、椭圆形、圆形或组合形状。
所述顶端加载和内部镂空的形状包括以下形状中的一种：矩形、方形、梯形、弧形、折线形、多边形、圆形、椭圆弧形或组合形状。
所述基板的尺寸范围为长50mm～100mm，宽30mm～60mm。
参照图1，本发明实施例的防拆电子标签包括天线10、芯片20和基板30，基板30呈矩形设置，用于收容天线10和芯片20；其中，天线10与芯片20匹配，天线10包含偶极子12及耦合环11，耦合环11位于基板30的中部，偶极子12设有左臂和右臂，左臂设有直臂1211、梯形加载1212、镂空1213，梯形加载1212和镂空1213分别呈上下对称设置。右臂的直臂1221与左臂的直臂1211镜像对称，右臂的梯形加载1222和镂空1223与左臂的梯形加载1212和镂空1213镜像对称。芯片20位于耦合环11上距左、右臂距离相同的位置。
基板30的形状和尺寸根据具体要求设置。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50mm～100mm，宽30mm～60mm。基板30的材质可以为以下材质中的一种：易碎纸、PVC、树脂胶ABS、聚对苯基甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰亚胺(PI)或陶瓷基板Al2O3、AlN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，因此根据天线10的尺寸设置基板30的厚度为0.001～2mm。
耦合环11的外形可以为1/2圆形、圆形、矩形、方形、多边形、椭圆形或组合形状等。参照图1，在已实施例中，耦合环11的外形为矩形与梯形的组合，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，通过调节末端加载的尺寸可以调节天线的工作频率，进一步地提高工作距离。
在一实施例中，可以通过调整耦合环11及顶端加载和内部镂空1212、1213、1222、1223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。本发明实施例的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耦合环11和顶端加载和内部镂空1212、1213、1222、1223的尺寸来实现，使天线在空气中与芯片匹配在谐振点前方，在玻璃上与芯片匹配在谐振点后方，该设计是为了使天线能同时工作在空气中和玻璃上，使天线能在不同环境中都能达到最佳匹配。
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，可以采用金线或铝线邦定机用金线或铝线将芯片20封装在天线10中耦合环11上，也可以用金线或铝线邦定机用金线或铝线将芯片20绑定在双面镀铜的PCB板上，然后再用焊锡将PCB板焊接在天线10中耦合环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。
防拆电子标签中设有上述天线10、芯片20以及基板30。
进一步地，本发明实施例使用介电常数为9.8的陶瓷基板作为基底，基板的尺寸为85.6×54×0.635mm，损耗正切角为0.0003；使用时粘贴在1000×1000×4.5mm的车玻璃内侧；以及空气中，车玻璃的介电常数为7.8，损耗正切角为0.027，空气的介电常数为1，损耗正切角约为0；耦合环11的上边长为10.4mm，下边长为30.6mm，顶端加载的梯形上边长为8mm，下边长为48mm，高为31mm；内部镂空的上边长为2mm，下边长为14mm，高为20mm；芯片20位于离基板上边缘36mm处。
天线粘贴在车玻璃内侧时，在840MHz时阻抗为33+230j；天线在空气中时，在900MHz时阻抗为21+233j，采用某公司的芯片，其芯片阻抗为31+230j。
进一步的，本发明实施例中天线的耦合环11和顶端加载1212、1213、1222、1223可以作以下且不限于以下变形，如图2～图6所示。
本发明实施例所提供的一种防拆电子标签，天线设置有耦合环及偶极子，其中偶极子设有左臂和右臂，所述左臂由直臂及顶端加载组成，其中直臂位于耦合环上方，直臂的左端与顶端加载的右端相连，顶端加载中间镂空，呈上下对称设置；所述右臂与左臂呈镜像设置。
本发明实施例通过调整直臂和顶端加载与耦合环的间隙可以调节天线阻抗的实部，通过调节耦合环的周长可以调节天线阻抗的虚部，通过调节直臂和顶端加载的尺寸可以方便的调节天线工作的频率，通过调整顶端加载的尺寸，使天线在空气中阻抗匹配在谐振点之前，在玻璃上阻抗匹配在谐振点之后，从而使天线能在空气中和车玻璃上都达到与芯片的共轭匹配，使天线能应用在不同的环境中从而达到“一签两用”的目的。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种防拆电子标签，其特征在于，包括天线、芯片和基板，基板用于收容天线和芯片；
其中，天线与芯片匹配，天线包含偶极子及耦合环，耦合环位于基板的中部，偶极子设有左臂和右臂，左臂由第一直臂及第一顶端加载组成，第一直臂位于耦合环上方，第一直臂的左端与第一顶端加载的右端相连，第一顶端加载的形状为梯形，其中间镂空，呈上下对称设置；右臂由第二直臂及第二顶端加载组成，第二直臂位于耦合环上方，第二直臂的右端与第二顶端加载的左端相连，第二顶端加载的形状为梯形，其中间镂空，呈上下对称设置；且所述右臂与左臂呈镜像设置；
其中，通过调整直臂和顶端加载与耦合环的间隙以调节天线阻抗的实部，通过调节耦合环的周长以调节天线阻抗的虚部，通过调节直臂和顶端加载的尺寸以调节天线工作的频率，通过调整顶端加载的尺寸，使天线在空气中阻抗匹配在谐振点之前，在玻璃上阻抗匹配在谐振点之后。
2.根据权利要求1所述防拆电子标签，其特征在于，所述天线的材质为以下材质中一种：铜、铝和银。
3.根据权利要求1所述防拆电子标签，其特征在于，所述基板的材质为以下材质中的一种：
易碎纸、聚氯乙烯PVC、树脂胶ABS、聚对苯基甲酸乙二醇酯PET、聚酰亚胺PI、陶瓷Al2O3、氮化铝AlN。
4.根据权利要求1所述防拆电子标签，其特征在于，所述耦合环的外形为以下形状之一或任意组合：1/2圆形、圆形、矩形、方形、多边形、椭圆形。
5.根据权利要求1所述防拆电子标签，其特征在于，所述顶端加载的上边长为8mm，下边长为48mm，高为31mm；内部镂空的上边长为2mm，下边长为14mm，高为20mm。
6.根据权利要求1所述防拆电子标签，其特征在于，所述基板的形状为：矩形、或方形、或多边形、或椭圆形、或圆形。
7.根据权利要求1所述防拆电子标签，其特征在于，所述基板的尺寸范围为长50mm～100mm，宽30mm～60mm。
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