CN107590525A - 一种抗干扰rfid电子标签 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种抗干扰RFID电子标签，其特征在于，所述标签为双面互补型标签，包括天线、芯片和基板，所述基板容纳所述天线和芯片，其中，所述天线与芯片匹配，所述天线为双面天线并且包括芯片附着面和芯片附着面背面，其中芯片附着面包括辐射面及一对缝隙，其中所述一对缝隙位于所述基板的中心，并且所述辐射面为挖掉所述一对缝隙的辐射面；芯片附着面背面包括一对寄生单元，所述寄生单元位于芯片附着面背面处与芯片附着面的缝隙相对应的位置处，且同芯片附着面的辐射面形状互补。根据本发明的标签能有效防止和消除RFID电子标签在使用中因手或其它导电性材料、物体的靠近或遮掩等会影响其正常识别、读/写和使用的干扰因素，具有满意的效果。

Description

一种抗干扰RFID电子标签

技术领域：

本发明涉及一种抗干扰RFID电子标签，属微波通讯技术领域，适用800MHz～1GHz频率范围内的射频识别

背景技术：

RFID(无线射频识别)电子标签，因其远距离和无线读/写及方便修改更新所记录信息的功能及防水，防潮，防摔等优点，目前已在机动车和交通管理方面得到广泛应用，RFID车辆电子标签的使用能显著提高机动车及交通管理水平。以目前在机动车管理方面的应用为例，在实际使用中，该电子标签一般都是被置于(贴覆在)汽车挡风玻璃的内面，以便在车辆进出入管理、计费、统计、车速检测时由配套的读写器设备等进行有效的识别和读/写。实践中发现，由于RFID采用的无线射频识别技术的自身特点和局限，当车内人员有意或无意地以人体(如手等)或其它导电性材料、物品靠近或遮掩该电子标签时，都会使对电子标签进行识别和读/写的微波信号产生干扰，甚至会严重影响电子标签的正常和正确使用。因此一种抗干扰RFID电子标签就显的至关重要，针对该问题本发明设计了一种抗干扰RFID电子标签，可以方便的解决上述问题。

发明内容：

本发明的主要目的是提供一种抗干扰RFID电子标签，旨在解决普通的电子标签抗干扰能力差的问题。

本发明提供了一种抗干扰RFID电子标签，其特征在于，所述标签为双面互补型标签，包括天线、芯片和基板，所述基板容纳所述天线和芯片，其中，所述天线与芯片匹配，所述天线为双面天线并且包括芯片附着面和芯片附着面背面，其中芯片附着面包括辐射面及一对缝隙，其中所述一对缝隙位于所述基板的中心，并且所述辐射面为挖掉所述一对缝隙的辐射面；芯片附着面背面包括一对寄生单元，所述寄生单元位于芯片附着面背面处与芯片附着面的缝隙相对应的位置处，且同芯片附着面的辐射面形状互补。

本发明的抗干扰RFID电子标签的原理在于：普通的UHF电子标签靠近金属表面时，由于金属边界的影响使得阅读器的反射波和入射波的相位相反，从而导致能量被抵消，标签难以获得足够的能量,甚至无法辐射。缝隙天线标签由于自身的特点在靠近金属表面时具有一定的抗金属干扰效果，但会存在频点偏移的现象，在本例中约向低频偏60MHz左右，且3dB的带宽变为原来的10％左右,增益下降3.5dBi。本发明采用在缝隙天线标签基材的背面添加互补寄生单元的方式，一方面利用了缝隙天线抗金属的特性，另一方面将互补寄生单元作为标签天线的一部分进行设计，使用中寄生单元一面朝向读写器天线，在标签使用中，当有金属等导体靠近缝隙的一面时，寄生单元的存在很大程度上削弱金属等导体的影响，可以使标签在金属等靠近的情况下带宽及增益不会显著降低且频点不会发生较大的偏移。根据本发明人的独特发现，当辐射面背面的寄生单元与辐射面上的缝隙既在位置上相对应、又尺寸相同时，能够实现天线与芯片的最佳共轭匹配，且在标签使用过程中能有效的削弱外界金属等导体对标签性能的影响，从而实现最大输出功率以达到抗干扰的目的，其中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。具体效果详见具体实施中的测试结果。

在本发明的一个扩展方案中规定，所述天线的材料包括以下材质中的至少一种：银、铜、铝或导电油墨。

在本发明的一个扩展方案中规定，所述基板的材料包括柔性或硬质的板材。

在本发明的一个扩展方案中规定，所述基板的材料包括陶瓷、FR4、树脂胶ABS、聚氯乙烯PVC、纸层、橡胶、木材、聚对苯基甲酸乙二醇酯PET或聚酰亚胺PI。

在本发明的一个扩展方案中规定，芯片附着面的一对缝隙及芯片附着面背面一对寄生单元具有下列形状之一：梯形、三角形、方形、菱形、“T”字形、“Y”字形、多边形、椭圆形和圆形。

在本发明的一个扩展方案中规定，芯片附着面的辐射面具有以下形状中的一种：矩形，方形、弧形、折线形、多边形、圆形或椭圆弧形，其中通过调整辐射面、缝隙及寄生单元的尺寸来实现天线与芯片的共轭匹配。

在本发明的一个扩展方案中规定，所述辐射面、缝隙及寄生单元的形状和尺寸可根据实际情改变。

在本发明的一个扩展方案中规定，所述基板的尺寸范围为长50mm～100mm,宽30mm～60mm,厚>0.1mm。

附图说明：

图1是本发明一个实施例中抗干扰RFID电子标签的结构示意图

图2是本发明一个实施例中抗干扰RFID电子标签的使用方法示意图

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。

参考图1，本实施例中抗干扰RFID电子标签包括天线100、芯片200和基板300，所述基板成矩形设置，用于容纳所述天线100和芯片200，其中所述天线100与芯片200匹配，天线100为双面天线，包含芯片附着面(A面)110和芯片附着面背面(B面)120，其中芯片附着面(A面)110包括矩形辐射面113及一对梯形缝隙111及112，所述一对梯形缝隙111及112位于所述基板的中心，所述矩形辐射面113为挖掉一对梯形缝隙111及112的矩形辐射面；芯片附着面背面(B面)120为一对梯形寄生单元121及122，所述梯形寄生单元121及122位于芯片附着面背面处与芯片附着面(A面)110的缝隙111及112相对应的位置处，且同芯片附着面(A面)110的矩形辐射面形状互补。

基板300形状和尺寸按照具体要求来设置。例如在一实施例中，可将基板300设置成矩形，其尺寸范围为长50mm～100mm,宽30mm～60mm,厚>0.1mm。基板300的材质可以为陶瓷、FR4、树脂胶ABS、聚氯乙烯PVC、纸层、橡胶、木材、聚对苯基甲酸乙二醇酯PET或聚酰亚胺PI等柔性或硬质的板材等。

在此，应当注意，尽管在本实施例中将缝隙111和112以及寄生单元121和122示为梯形，但是在其它实施例中，它们还可以具有以下形状中的一种：三角形、方形、菱形、“T”字形、“Y”字形、多边形、椭圆形或圆形等。

在此，应当注意，尽管在本实施例中将芯片附着面(A面)110的矩形辐射面113的形状示为矩形的，但是在其它实施例中，矩形辐射面113还可以具有以下形状中的一种：矩形，方形、弧形、折线形、多边形、圆形或椭圆弧形，其中通过调整辐射面113、缝隙111及112同互补寄生单元121及122尺寸来实现天线与芯片共轭匹配。

在一实施例中，可以通过天线矩形辐射面113、梯形缝隙111、112及寄生单元121、122的尺寸来实现天线100与芯片200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。本实施例无源电子标签中天线100与芯片200的共轭匹配是指天线100的阻抗与芯片200的阻抗共轭匹配，从而输出最大功率。

在一实施例中，还可以通过调节可以通过天线矩形辐射面113、梯形缝隙111、112及寄生单元121、122的尺寸来调整天线的工作频段及天线阻抗。

天线100的材质可以为铜、铝和银导电油墨等，可以通过蚀刻工艺、沉积工艺或印刷工艺与基板300固定连接。

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。

本发明专利一种抗干扰RFID电子标签应用时，可在芯片附着面(A面)一面加上一层塑料外壳或其他非金属材质的外壳等配合使用，读写设备从芯片附着面背面(B面)进行识读。

图2所示的是本发明抗干扰RFID电子标签在一个实施例中的使用方法示意图，以贴覆在机动车前方挡风玻璃内侧应用的电子标签为例，其读/写信号为车前方的RFID设备发出的相应微波信号。其中包含双面胶400，塑料外壳500，及车挡风玻璃600，基材300，天线100，芯片200。

对本发明上述抗干扰RFID电子标签的效果，在图2实施例的条件下进行对比测试。

测试设备：Tagformance UHF测试设备及配套天线、支架等；

标签：带塑料外壳的本抗干扰电子标签(本发明)、其他同应用的电子标签(普通标签)；标签尺寸统一为85.4mm*53.6mm*0.65mm，所用塑料外壳保持同一外壳。

测试距离：30cm；

测试条件：测试时将不同大小的金属片分别紧贴在不同厚度的标签塑料外壳的后方进行测试。

测试结果：

测试结果表明，本发明在加同样大小金属及距离的条件下抗干扰的能力明显较强，不仅频点变化较小，且灵敏度变化较小。

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 (7)

1.一种抗干扰RFID电子标签，其特征在于，所述标签为双面互补型标签，包括天线、芯片和基板，所述基板容纳所述天线和芯片，其中，所述天线与芯片匹配，所述天线为双面天线并且包括天线和芯片附着面和芯片附着面背面，其中芯片附着面包括辐射面及一对缝隙，其中所述一对缝隙位于所述基板的中心，并且所述辐射面为挖掉所述一对缝隙的辐射面；芯片附着面背面包括一对寄生单元，所述寄生单元位于芯片附着面背面处与芯片附着面的缝隙相对应的位置处，且同芯片附着面的辐射面形状互补。

2.根据权利1所述的标签，其特征在于，所述天线的材料包括以下材质中的至少一种：银、铜、铝或导电油墨。

3.根据权利1所述的标签，其特征在于，所述基板的材料包括柔性或硬质的板材，如：陶瓷、FR4、树脂胶ABS、聚氯乙烯PVC、纸层、橡胶、木材、聚对苯基甲酸乙二醇酯PET或聚酰亚胺PI。

4.根据权利1所述的标签，其特征在于，芯片附着面的一对缝隙及芯片附着面背面一对寄生单元具有下列形状之一：梯形、三角形、方形、菱形、“T”字形、“Y”字形、多边形、椭圆形和圆形。

5.根据权利1所述的标签，其特征在于，芯片附着面的辐射面具有以下形状中的一种：矩形，方形、弧形、折线形、多边形、圆形或椭圆弧形，其中通过调整辐射面、缝隙及寄生单元的尺寸来实现天线与芯片的共轭匹配。

6.根据权利3和4所述的标签，其特征在于，通过调节芯片附着面的辐射面的长度和宽度、缝隙及芯片附着面背面处的梯形的尺寸来调整天线的工作频段和阻抗。

7.根据权利3和4所述的标签，其特征在于，所述基板的尺寸范围为长50mm～100mm,宽30mm～60mm,厚>0.1mm。