CN201477622U

CN201477622U - 无源标签

Info

Publication number: CN201477622U
Application number: CN2009201731348U
Authority: CN
Inventors: 张永智; 冯春楠
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Intelligent Iot Technology Co Ltd
Priority date: 2009-08-21
Filing date: 2009-08-21
Publication date: 2010-05-19
Anticipated expiration: 2019-08-21

Abstract

本实用新型公开了一种无源标签，该无源标签包括卡板，以及设置于所述卡板上的超高频单元和高频单元，其特征在于，所述超高频单元包括由超高频芯片和超高频天线构成的第一环路。这种结构的无源标签能够提高标签的增益和灵敏性，增加阅读器与标签之间的读取距离。

Description

无源标签

技术领域

本实用新型涉及无线射频识别领域，尤其涉及一种无源标签。

背景技术

无线射频识别(Radio Frequency Identification，简称为RFID)是一种非接触式的自动识别射频技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。由于RFID识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境，基于这种特性，RFID这种自动无线识别和数据获取技术已经在众多领域得到广泛应用，与现代物流、交通、监控及互联网技术紧密融合。

下面对RFID系统及其工作原理进行简单说明：RFID系统主要包括阅读器、阅读器天线和标签。RFID系统工作过程中，阅读器会控制RFID系统中的射频模块通过阅读器天线向标签发射信号，标签对其接收到的信号进行相应的处理，得到处理结果，再将处理结果发送给阅读器，阅读器通过阅读器天线接收标签的应答，对标签的对象标识信息进行解码，将对象标识信息连带标签上其它相关信息传输到主机，形成一个完整的通信链路。其中，标签由标签Inlay和外封装组成，标签Inlay包括标签芯片和标签天线，不同的标签芯片遵守不同的通信协议(例如，ISO18000-6C协议的芯片)。

目前，人们将RFID技术应用于工卡标签中，每个人身上佩戴的工卡标签与阅读器天线进行通信，从而实现对人员的监控和管理。目前所使用的工卡标签均是无源标签，该无源标签主要由超高频组件、高频组件和卡板构成，其中，超高频单元中超高频芯片和超高频天线通过偶极子的方式相连接，且高频组件位于其所在卡板的边缘位置上。在实际应用中会发现，这种结构的无源标签存在增益较低、灵敏性差的问题，即，如果工卡标签与阅读器之间的距离较远，阅读器就无法对工卡标签进行读取。

实用新型内容

针对相关技术中工卡标签增益较低、灵敏性差的问题，本实用新型提出一种无源标签，能够提高标签的增益和灵敏性，增加了阅读器与标签之间的读取距离。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种无源标签，包括：

包括卡板，以及设置于所述卡板上的超高频单元和高频单元，其中，所述超高频单元包括由超高频芯片和超高频天线构成的第一环路；并且，所述高频单元设置于其所在卡板的中心位置上。

优选地，该无源标签还包括：第二环路，由所述超高频芯片的两端短路连接构成。

其中，所述第二环路位于所述第一环路所覆盖的环行范围内。

优选地，所述第一环路上串联有阻抗调节块。

其中，在所述超高频单元和所述高频单元设置于不同卡板的情况下，设置有所述超高频单元的第一卡板与设置有所述高频单元的第二卡板彼此重叠，并且所述高频单元在所述第一卡板上的投影与所述超高频单元不存在交叉点。

其中，在所述超高频单元和所述高频单元设置于同一卡板的情况下，所述高频单元与所述超高频单元不存在交叉点。

优选地，所述超高频天线由铜制成。

优选地，所述超高频天线由银制成。

本实用新型的无源标签中，超高频单元中的超高频芯片和超高频天线构成一个环路，且高频单元位于其所在卡板的中心位置上，这种结构的无源标签能够提高标签的增益和灵敏性，从而增加阅读器与标签之间的读取距离，并保证了高频覆盖的稳定性和均匀性。

附图说明

图1是根据本实用新型实施例的无源标签的结构框图。

具体实施方式

超高频组件的性能取决于超高频天线的结构和超高频芯片的结构，一般来说，超高频天线的增益越高，返回到超高频组件的能量就越多，超高频天线与超高频芯片的阻抗匹配越好，无源标签的读取距离就会越远(相应地，灵敏度越高)；并且，该无源标签的超高频天线作用在人体上，人体对电磁波有很严重的吸收作用，会大大降低超高频天线的增益，从而影响无源标签的读取距离，降低读取的灵敏度，由于无源标签得增益和灵敏度容易受到携带者等多种因素的影响，因此超高频天线的形式就显得尤为重要，经过仿真发现，如果天线的形式采用环形结构，无源标签靠近人体时，会提高超高频天线的增益，从而增加了无源标签的读取距离。

下面对本实用新型的无源标签进行说明。

本实用新型中的无源标签包括卡板，以及设置于卡板上的超高频单元和高频单元，其中的卡板可以为一个或多个，其中，超高频单元包括由超高频芯片和超高频天线构成的第一环路；并且，高频单元设置于其所在卡板的中心位置上。具体地，超高频芯片的第一端口与超高频天线的一个端口相连接，超高频芯片的第二端口与超高频天线的另一个端口相连接，这样，超高频芯片和超高频天线之间就组成了一个的闭合的环路。通过这种具有闭合环路结构的超高频单元与设置于卡板中心位置上的高频单元所组成的无源标签，能够有效提高标签的增益和灵敏性，增加阅读器与标签之间的读取距离，且保证了高频覆盖的稳定性和均匀性。

另外，为了调整阻抗，可以对上述无源标签进行以下改进：

第一、通过天线将超高频芯片的两端短路连接构成第二环路，并且，第二环路位于第一环路所覆盖的环形范围内，即，构成第二环路所使用的天线的长度小于超高频天线的长度。

第二、在第一环路上串联阻抗调节块，优选地，可以在第一环路上串联两个相同的阻抗调节块，并且这两个阻抗调节块的位置彼此对称。

通过在无源标签上添加第二环路和阻抗调节块，不仅对无源标签的阻抗进行调整，增加了天线的阻抗带宽，还可以提高天线的增益。

无源标签中的卡板为绝缘材料，例如聚氯乙烯(Polyvinylchlorid，简称为PVC)，卡板的具体尺寸可以根据实际需要来确定。例如，制作工卡标签时，卡板的尺寸可以为：长度85.6mm、宽度54mm，厚度0.1～1.0mm，并且，每张工卡标签由三个以上的卡板组成(每张工卡的总厚度约为1mm)。

在实际应用中，在该无源标签作为工卡标签使用时，为了避免相互干扰，可以将超高频单元和高频单元设置于不同的卡板上，经过复合压制制成工卡。此时，假设超高频单元设置于第一卡板上，高频单元设置于第二卡板上，这两个卡板的大小近似相同，在安装卡板后第一卡板与第二卡板彼此重叠，并且高频单元在第一卡板上的投影与超高频单元不存在交叉点，以避免高频单元与超高频单元相互干扰。

此外，还可以将超高频单元和高频单元设置于同一卡板，此时，高频单元与超高频单元不能存在交叉点，以避免高频单元与超高频单元相互干扰。优选地，如果超高频单元和高频单元位于不同的卡板上，则可以采用一层厚度为0.1mm～1mm的PVC绝缘材料的卡板，将高频组件与超高频组件分开，高频组件的位置仍然保持与超高频的组件在投影上不交叉，然后再用若干层(至少为一层)PVC的卡板复合而成双频卡。

为了更好的对本实用新型进行说明，下面结合附图对超高频单元和高频单元位于同一卡板时的无源标签的结构进行说明，本领域技术人员可知，对于超高频单元和高频单元位于不同卡板时的无源标签的结构，本实用新型同样是可以实现的。

图1是本实用新型的无源标签的结构框图，如图1所示，卡板1上设置有超高频组件(包括超高频芯片2和超高频天线3)、与超高频芯片2构成短环路的天线4、阻抗块5、阻抗块6、高频组件7，各部件的结构和作用如下：

超高频组件主要包括超高频芯片2和超高频天线3，其中，超高频芯片2与超高频天线3相连接构成环路(即，上述的第一环路)，该环路的电长度接近一个波长。具体地，可以利用导电胶将超高频芯片2倒封装在超高频天线3上，超高频芯片2可以采用ISO18000-6C芯片。超高频天线3包括导体(例如，铝、铜、导电油墨等)和天线基材。天线基材可以为PVC等柔性材料，尺寸可以为：长78mm、宽48mm、厚度0.05～0.3mm。超高频天线3的加工工艺可以采用蚀刻工艺、沉积工艺、印刷天线工艺等技术。以蚀刻工艺为例：可以利用丝印机将防腐蚀油墨按照天线的形状印到覆铜箔或覆铝箔上，再用蚀刻设备把其余部分金属溶掉，剩下的部分金属就是天线。

为了调整阻抗，可以将超高频芯片2的两端连接上天线4，形成短路环(即，上述的第二环路)，该环路应当位于第一环路的覆盖范围内，即，形成第二环路的天线的长度相比于超高频天线的长度较短。并且，超高频天线3(第一环路)上可以串联阻抗调节块5和阻抗调节块6，调节块5和阻抗调节块6可以分别位于短路环的两侧。通过增加短路环和阻抗调节块，不仅可以调节超高频天线3的阻抗，还可以增加超高频天线3的增益。

此外，在根据本实用新型的无源标签中，高频组件7固定在卡板的中心位置上，主要包括高频芯片和高频天线，用于实现三个频段的工作，其中，高频天线可以采用圆形、椭圆形、长方形等各种形状的线圈，将高频天线固定在卡板上后，可以将高频芯片焊接到高频天线上，例如，利用超声波IC焊接机将芯片焊接到高频天线上。由于高频组件的性能主要取决于高频天线的结构，一般来说，高频天线的尺寸越大和/或高频天线的圈数越多，高频组件的性能越好，所以在设计高频组件时，可以根据实际情况，增大高频天线的尺寸和圈数。

经过仿真发现，根据本实用新型的有效改进了无源标签的超高频性能，在840MHz-845MHz、902MHz-928MHz、13.56MHz三频段的阻抗带宽都比较稳定，读取距离能达到8米，在频段中没有盲区，且与超高频芯片的阻抗匹配都比较好。当标签佩戴在人体上时，即使无源标签距离人体的距离发生变化，超高频芯片的阻抗变化不并不显著。由于超高频天线采用了环形结构，减少了人体对电磁波的吸收量，降低了超高频天线所受的干扰，避免无源标签的读取距离受人体的影响而降低。

综上所述，本实用新型充分考虑了天线的阻抗、增益和有效反射面积的因素，采用更加优化的环形天线，有效增加了无源标签的读取距离和灵敏度；此外，该标签天线有多处可供调整的位置，天线的阻抗带宽和频带很宽，可完全覆盖840MHz-845MHz、902MHz-928MHz、13.56MHz这三个频段范围内的所有频率；由于该标签的高频部分放置在标签的最中间位置，保证了高频覆盖范围的稳定均匀。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种无源标签，包括卡板，以及设置于所述卡板上的超高频单元和高频单元，其特征在于，所述超高频单元包括由超高频芯片和超高频天线构成的第一环路。

2.根据权利要求1所述的无源标签，其特征在于，所述高频单元设置于其所在卡板的中心位置上。

3.根据权利要求1所述的无源标签，其特征在于，还包括：

第二环路，由所述超高频芯片的两端短路连接构成。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二环路位于所述第一环路所覆盖的环形范围内。

5.根据权利要求1所述的无源标签，其特征在于，所述第一环路上串联有阻抗调节块。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的无源标签，其特征在于，在所述超高频单元和所述高频单元设置于不同卡板的情况下，设置有所述超高频单元的第一卡板与设置有所述高频单元的第二卡板彼此重叠，并且所述高频单元在所述第一卡板上的投影与所述超高频单元不存在交叉点。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的无源标签，其特征在于，在所述超高频单元和所述高频单元设置于同一卡板的情况下，所述高频单元与所述超高频单元不存在交叉点。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的无源标签，其特征在于，所述超高频天线由铜制成。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的无源标签，其特征在于，所述超高频天线由银制成。