CN108038534B - 一种rfid珠宝标签 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种RFID珠宝标签,包括铜版纸，所述铜版纸上设置有第一折叠线（1），所述第一折叠线（1）将铜版纸的分成天线区（2）和保护区（3），所述天线区（2）的一侧与保护区（3）相邻，天线区（2）的另一侧设置有条形纸带（4），所述条形纸带（4）的中部设置有第二折叠线（5），条形纸带（4）的末端设置有附胶区（6）；所述铜纸板的天线区（2）上方依次设置有天线层（7）和PET保护膜（8），所述PET保护膜（8）通过底部的胶水将天线层（7）黏贴固定在铜版纸（2）的天线区（2）的上表面；所述保护区（3）的上表面均匀涂覆有胶水。本发明具有结构简单、可靠性强的优点,并能够适应近场和远场两种读写器天线。
Description
技术领域
本发明涉及RFID领域，特别是涉及一种RFID珠宝标签。
背景技术
珠宝标签一般平铺于托盘之上或是悬挂于珠宝首饰上，对于整套RFID系统，读写器一般位于珠宝柜台的底部，做好隐藏，并对所摆放的珠宝进行盘点，整套系统要保证零漏读，低误读的需求。珠宝托盘的距离较近，所要的读取距离也较近(低于0.25m)，柜台摆放密集，因此，所采用的读写器天线的方式可分为两种：第一种为常规的圆极化远场高增益天线，使用时降低采用增益的方式来减小读距降低误读率；第二种为近场天线，后者由于读取距离本身就较近，所以增大读距的需求一般依赖标签的增益与尺寸，因此，现有的RFID标签很难兼顾两种读写器天线的误读率和读距要求；同时，对于珠宝标签而言，除考虑与读写器天线的匹配性外，还需要考虑标签使用的简易性和可靠性。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种RFID珠宝标签，具有结构简单、可靠性强的优点。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种RFID珠宝标签，包括铜版纸，所述铜版纸上设置有第一折叠线，所述第一折叠线将铜版纸的分成天线区和保护区，所述天线区和保护区关于第一折叠线对称；所述天线区的一侧与保护区相邻，天线区的另一侧设置有条形纸带，所述条形纸带的中部设置有第二折叠线，条形纸带的末端设置有附胶区；
所述铜纸板的天线区上方依次设置有天线层和PET保护膜，所述PET保护膜的底部均匀涂覆有胶水，PET保护膜通过底部的胶水将天线层黏贴固定在铜版纸的天线区的上表面；所述保护区的上表面均匀涂覆有胶水。
所述的铜版纸为矩形铜版纸。
所述附胶区的上表面均匀涂覆有胶水。
所述天线层包括矩形耦合环，所述矩形耦合环的其中一个短边中部设置有开口，RFID珠宝标签的芯片通过所述开口连接在矩形耦合环上；
所述天线层还包括耦合金属带线，所述耦合金属带线靠近于矩形耦合环开口所在的一侧，且耦合金属带线与矩形耦合环开口所在短边平行；所述耦合金属带线的两端各连接有一段弯折金属带线。
所述耦合金属带线的中点与矩形耦合环开口对齐。
所述耦合金属带线两端的弯折金属带线关于耦合金属带线的中垂线相互对称。
每一段所述的弯折金属带线末端均设置有辐射臂。
所述将矩形耦合环的两个长边和开口所在短边，被耦合金属带线及其两端的弯折金属带线所包围。
本发明的有益效果是：本发明的RFID珠宝标签，仅需要简单的折叠和粘接即可固定在珠宝上，具有结构简单、可靠性强的优点；同时，基于天线层的结构设计，使得RFID珠宝标签既能适应读写器天线为近场天线的情况，也能够适应读写器天线为远场天线的情况。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为铜纸板的天线区的天线层黏贴结构示意图；
图3为天线层的具体结构示意图；
图4为天线层的等效电路示意图。
图中，1-第一折叠线，2-天线区，3-保护区，4-条形纸带，5-第二折叠线，6-附胶区，7-天线层，8-PET保护膜，9-矩形耦合环，10-芯片，11-耦合金属带线，12-弯折金属带线，13-辐射臂。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，一种RFID珠宝标签，包括铜版纸，所述铜版纸上设置有第一折叠线1，所述第一折叠线1将铜版纸的分成天线区2和保护区3，所述天线区2和保护区3关于第一折叠线1对称；所述天线区2的一侧与保护区3相邻，天线区2的另一侧设置有条形纸带4，所述条形纸带4的中部设置有第二折叠线5，条形纸带4的末端设置有附胶区6；
如图2所示，所述铜纸板的天线区2上方依次设置有天线层7和PET保护膜8，所述PET保护膜8的底部均匀涂覆有胶水，PET保护膜8通过底部的胶水将天线层7黏贴固定在铜版纸2的天线区2的上表面；所述保护区3的上表面均匀涂覆有胶水。
所述的铜版纸为矩形铜版纸。
所述附胶区6的上表面均匀涂覆有胶水。
如图3所示，所述天线层7包括矩形耦合环9，所述矩形耦合环9的其中一个短边中部设置有开口，RFID珠宝标签的芯片10通过所述开口连接在矩形耦合环9上；在一些实施例中，芯片10可以直接连接在开口处，在另一些实施例中，开口处也可以延伸出一段金属带线，供芯片10固定；所述天线层7还包括耦合金属带线11，即图3中的AA1，所述耦合金属带线11靠近于矩形耦合环9开口所在的一侧，且耦合金属带线11与矩形耦合环9开口所在短边平行；所述耦合金属带线11的两端各连接有一段弯折金属带线12,即图中的AB和A1B1，每一段所述的弯折金属带线12末端均设置有辐射臂13,即图3中的辐射臂CD和辐射臂C1D1，需要说明的是，对于辐射臂CD而言，其由BC和BD两段金属带线组成，，对于辐射臂C1D1而言，器由B1C1和B1D1两段金属带线组成，辐射臂的主要作用是调节耦合金属带线11两端弯折金属带线12的阻抗匹配效果，获得较好的容差性能。
所述耦合金属带线11的中点与矩形耦合环9开口对齐。
所述耦合金属带线11两端的弯折金属带线12关于耦合金属带线11的中垂线相互对称。
所述将矩形耦合环9的两个长边和开口所在短边，被耦合金属带线11及其两端的弯折金属带线12所包围。
在使用RFID珠宝标签时，只需利用条形纸带4的第二弯折线5进行弯折，使得附胶区6穿过珠宝首饰(如戒指、项链等)，然后粘接在天线层7上方的PET保护膜8上，以实现珠宝标签在珠宝首饰上的穿挂,再将利用铜版纸上的第一弯折线1进行铜版纸折叠，使得铜版纸的保护区3与天线区2上方的PET保护膜8贴合，在保护区3上的胶水作用下，保护区3粘接于PET保护膜8的正上方后，即可进行使用，供标签读写器进行识别。由于RFID珠宝标签穿挂固定过程中，只需要进行简单的折叠粘接，故标签的使用非常简单方便，并且，在保护区3粘接于PET保护膜8的正上方后，对天线层7有着很好的保护作用，故天线层7不易损坏，可靠性强。
同时，本发明既能够适应读写器天线为近场天线的情况，也能够适应读写器天线为远场天线的情况：具体地，当读写器天线为远场天线时，读写器天线形成电场辐射，由耦合金属带线11与两端弯折金属带线12所形成的偶极子臂进行信号接收，由矩形耦合环9实现内环匹配，从而在芯片处产生高频电流，激活芯片10进行工作；当读写器天线为近场天线时，读写器天线周围形成高频磁场，矩形耦合环9通过磁场感应接收信号，由耦合金属带线11与两端弯折金属带线12所形成的偶极子臂进行匹配，在芯片处产生高频电流，激活芯片10开始工作。
本发明的设计过程如下：在天线层7中，耦合金属带线11及两端的弯折金属带线12是呈轴对称形状，故耦合金属带线11和两条弯折金属带线12可看作偶极子振子臂，由于偶极子天线的定义，偶极子的基模谐振波长为对应频率波长的1/2，即λ/2＝c/(2*f)但由于天线是附着在PET，铜版纸等材料上，他的谐振波长会降低，因为电磁波穿透介质时，谐振波长受到介质的影响会降低，即εr为相对介电常数。对于珠宝标签而言，要考虑两种情况，第一种情况为标签制作所需要附着的材料，例如PET薄膜、铜版纸等，这些附着的材料会对标签的频偏产生第一次影响，然后还要考虑标签的摆放环境(托盘等)，他们对标签的频偏会产生的二次影响。
对于RFID的标签而言，并不是频偏后就完全无法工作，但性能(最远读距)将会降低。由于托盘的多样性，我们在设计标签时，综合考虑所有的影响，而最初谐振点的选取的主要依靠于整个偶极子臂的长度，即通过折叠的方式(调整弯折金属带线12长度)增长偶极子的长度，弯曲折叠的次数越多，偶极子的长度越长，对应的谐振频率也越低，每一个偶极子振子臂的长度需要在λ/4左右；在本申请的结构下，对于每一类托盘，均可通过调整弯折金属带线12长度，使得每一个偶极子振子臂的长度在λ/4左右，即可使得标签实际应用时可以在所用的托盘上达到整个RFID系统所需的要求。
天线层7的等效电路图如图4所示：整个矩形耦合环为复阻抗匹配环，可以等效为电阻Rfl和电感Lfl，矩形耦合环9和耦合金属带线11之间形成耦合结构，耦合金属带线11及两端的弯折金属带线12形成辐射偶极子，可等效为电容Crl-d、电阻Rrl-d和电感Lrl-d，有图4可知，从芯片处看去，天线的输入阻抗可以等效为：
其中，Zfl表示矩形耦合环的输入阻抗：
Zfl＝Rfl+jωLfl
Yrl表示偶极子的输入阻抗：
其中，ω＝2πf，M为耦合系数，由耦合金属带线11的宽度以及耦合金属带线11与矩形耦合环9短边(开口所在短边)之间的缝隙宽度决定。
而对于整个标签系统，标签天线收集外部的场中的能量，然后传递给芯片，开启芯片，芯片将数据再次通过标签天线发射出去，标签天线承担着场路转换及能量收发的作用；设芯片的内阻为Zc，则天线输入阻抗Zin需要与芯片10的内阻实现共轭匹配，即Zin＝Zc*，只有标签天线的整体与芯片的内阻实现了共轭匹配，芯片所接收的能量才能达到最大值，即实现最远的读距，故在具体实施过程中，对于不同的RFID珠宝标签，确定偶极子振子臂的长度后，可以通过调节矩形耦合环9的尺寸以完成芯片内阻与标签天线的共轭匹配。
综上，本发明的RFID珠宝标签，仅需要简单的折叠和粘接即可固定在珠宝上，具有结构简单、可靠性强的优点；同时，基于天线层的结构设计，使得RFID珠宝标签既能适应读写器天线为近场天线的情况，也能够适应读写器天线为远场天线的情况。
Claims (6)
1.一种RFID珠宝标签，其特征在于：包括铜版纸，所述铜版纸上设置有第一折叠线（1），所述第一折叠线（1）将铜版纸的分成天线区（2）和保护区（3），所述天线区（2）和保护区（3）关于第一折叠线（1）对称；所述天线区（2）的一侧与保护区（3）相邻，天线区（2）的另一侧设置有条形纸带（4），所述条形纸带（4）的中部设置有第二折叠线（5），条形纸带（4）的末端设置有附胶区（6）；
所述铜版纸的天线区（2）上方依次设置有天线层（7）和PET保护膜（8），所述PET保护膜（8）的底部均匀涂覆有胶水，PET保护膜（8）通过底部的胶水将天线层（7）黏贴固定在铜版纸的天线区（2）的上表面；所述保护区（3）的上表面均匀涂覆有胶水；所述附胶区（6）的上表面均匀涂覆有胶水；
所述天线层（7）包括矩形耦合环（9），所述矩形耦合环（9）的其中一个短边中部设置有开口，RFID珠宝标签的芯片（10）通过所述开口连接在矩形耦合环（9）上；
所述天线层（7）还包括耦合金属带线（11），所述耦合金属带线（11）靠近于矩形耦合环（9）开口所在的一侧，且耦合金属带线（11）与矩形耦合环（9）开口所在短边平行；所述耦合金属带线（11）的两端各连接有一段弯折金属带线（12）。
2.根据权利要求1所述的一种RFID珠宝标签，其特征在于：所述的铜版纸为矩形铜版纸。
3.根据权利要求1所述的一种RFID珠宝标签，其特征在于：所述耦合金属带线（11）的中点与矩形耦合环（9）开口对齐。
4.根据权利要求1所述的一种RFID珠宝标签，其特征在于：所述耦合金属带线（11）两端的弯折金属带线（12）关于耦合金属带线（11）的中垂线相互对称。
5.根据权利要求1所述的一种RFID珠宝标签，其特征在于：每一段所述的弯折金属带线（12）末端均设置有辐射臂（13）。
6.根据权利要求1所述的一种RFID珠宝标签，其特征在于：所述矩形耦合环（9）的两个长边和开口所在短边，被耦合金属带线（11）及其两端的弯折金属带线（12）所包围。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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