CN201773418U - 一种无线射频识别标签 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种无线射频识别标签，包括：基体，所述基体的上表面和下表面设有辐射面层和接地层；电子芯片，所述电子芯片设置在基体上；以及，连接电子芯片与辐射面层和接地层的第一连接部与第二连接部。本实用新型在采取了上述技术方案，由于采取了介电常数适当的陶瓷基体，因此能够较好地降低标签和金属体之间的耦合作用，进而能够充分地减少无线射频识别标签的尺寸。该产品可以直接内嵌在金属体的里面，克服了现有技术中必须依靠隔离板或吸波材料的缺点，具有较好的技术效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种RFID（Radio Frequency Identification，无线射频识别）标签，尤其是涉及一种能够与金属体一体化结合使用的抗金属无线射频识别标签。
背景技术
RFID技术是一种非接触式无线射频识别技术。在RFID技术中，需要的信息存储在包括IC（Integrated Circuit，集成电路）芯片和用于无线通信的天线的标签中；并且能够采集标签信息的RFID读取器在RF(Radio Frequency，射频)频段与标签通信。
普通无线射频标签粘贴到金属物体上时，由于标签和金属体之间的耦合作用，标签的散射性能急剧下降，其谐振频率会发生漂移，导致最大读取距离锐减。无线射频标签的这种电磁反向散射(Backscatter)特点，导致对金属(Metal)和液体(Liquid)等环境比较敏感，可导致这种工作频率的被动标签(Passivetag)难以在具有金属表面的物体或液体环境下进行工作。众所周知，无法读取金属或液态物体上的无线射频标签是制约RFID技术应用的因素之一。
通常的解决方法是使用某种隔离板来分离标签与金属。这种隔离板通常比较厚，于是在安装标签时会导致标签在受到碰触时容易从物体上脱落下来。另一种解决这个问题的方法是在标签与金属体之间添加一层吸波材料，但是，由于厚度有限，加上吸波材料本身的特性，将会造成标签天线的辐射效率下降，不能获得同样的标签在普通物体表面稳定的读取性能。
另外，当采用传统的偶极子天线在作为射频识别标签的天线时，其长度必须为波导波长的一半，但是在射频识别标签这种对尺寸异常敏感的产品，显然是不能符合市场要求的。
实用新型内容
本实用新型为解决上述业界遇到的问题，提出了一种抗金属无线射频识别标签，所述标签在不需要额外增加吸波材料的情况下，可以获得与粘贴在普通物体表面情况下接近的读写性能，并且，该种无线识别标签尺寸较小。其具体技术方案如下面所描述：
一种无线射频识别标签，包括：基体，基体的上表面和下表面设有辐射面层和接地层；电子芯片，所述电子芯片设置在基体上；以及，连接电子芯片与辐射面层和接地层的第一连接部与第二连接部。
进一步地，优选的结构是，所述基体选取介电常数在2~150之间的陶瓷基体。
进一步地，优选的结构是，所述辐射面层选取涂布有银或铜或铝的导体涂层。
进一步地，优选的结构是，所述芯片内部通过导体引脚绑定第一连接部和第二连接部，所述第一连接部和第二连接部设置在基体的上表面，并延长到基体侧面或下表面位置处。
进一步地，优选的结构是，所述基体、辐射面层和接地层为圆形或椭圆形或多边形或者任意不规则图形。
进一步地，优选的结构是，所述辐射面层中间开有一个或多个孔。
进一步地，优选的结构是，所述基体与辐射面层的上面还设置有一层或多层覆盖层。
进一步地，优选的结构是，所述覆盖层为树脂或橡胶构成的覆盖层。
进一步地，优选的结构是，所述标签直接固定在金属表面上或者通过固定材料内嵌到金属表面内侧。
进一步地，优选的结构是，所述标签与金属内侧之间填充的固定材料为空气或树脂。
本实用新型在采取了上述技术方案，由于采取了介电常数适当的陶瓷基体，因此能够较好地降低标签和金属体之间的耦合作用，进而能够充分地减少无线射频识别标签的尺寸。该产品可以直接内嵌在金属体的里面，克服了现有技术中必须依靠隔离板或吸波材料的缺点，具有较好的技术效果。
本实用新型的有益效果是：本实用新型提出的这种可以抗金属的UHF射频识别标签，与一般的采用偶极子贴片天线或者折合偶极子天线设计的UHF射频识别标签相比，本实用新型的尺寸大幅减小，从而可以放置到狭小的空间。本实用新型既可以当做一般的UHF射频识别标签粘贴到普通物体表面使用，例如纸张，木材，塑料器皿等，也可以粘贴到金属物体表面使用，例如铝板，扳手，集装箱外壳等，在两种情况下标签的最大读取距离基本不变。更重要的是，本实用新型还可以嵌入到金属表层使用，仍然可以获得良好的最大读取距离。采用这种安装方式后，标签与被嵌入物体良好的融为一体，与一般“突出”的安装方法相比，标签不易脱落。另外，本实用新型采用了陶瓷材质的基体，既减小了尺寸，又可以耐腐蚀，耐高温，提高了射频识别标签对各种使用环境的适应性，节省成本，有效实现资产管理与标识。
附图说明
图1为本实用新型无线射频识别装置嵌入到金属里面的侧视图；
图2为本实用新型无线射频识别装置嵌入到金属里面的立体图；
图3为本实用新型无线射频识别装置的正面俯视图；
图4为本实用新型无线射频识别装置的结构图；
图5为本实用新型无线射频识别装置的一个实施例的结构示意图；
图6为本实用新型无线射频识别装置的另一个实施例的结构示意图；
图7为本实用新型无线射频识别装置与现有的产品的读取距离比较图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型无线射频识别装置进行一个详细的描述。
如图3-6所示，本实用新型主要由以下几个部分组成：辐射面层5，基体1，第一连接部3，第二连接部4，芯片2以及接地层6。辐射面层5和基体1以及接地层6是紧密连接在一起的。第一连接部3将芯片2的一端和辐射面层5连接起来，第二连接部4将芯片2的另一端和接地层6连接起来。其中，芯片2的内部通过小段银线或者其他良导体引脚绑定第一连接部3和第二连接部4。
本实用新型的工作原理如下：读写器发送的电磁波被标签天线所接收。在读取距离范围内，标签天线捕获的电磁能量通过第一连接部3和第二连接部4将获得的使芯片2能工作的激活能量传递给芯片2。当芯片2获得了能正常工作所需要的能量后，存储在芯片2中的信息经标签天线发送回读写器，完成读取标签信息的过程。
图4为本实用新型无线射频识别装置的结构图，如图所示，辐射面层5、基体以及接地层6紧紧地结合在一起，通常，将辐射面层5、基体以及接地层6做成大小一致。并且，针对所使用的环境和设计的要求，我们可以将其形状做成圆形、椭圆形、多边形或者不规则图形当中任意一种。并且，辐射面层中间设置有一个或多个孔。
图1为本实用新型无线射频识别装置的一个实施例的结构示意图。如图所示，该无线射频识别标签101，包括一个长方体形状的基体1，在基体1的上表面和下表面分别覆盖有一层良导体材料构成的辐射面层5和接地层6，并且，辐射面层5和接地层6分别通过第一连接部3和第二连接部4与电子芯片1连接在一起，其中，电子芯片2是固定在长方体形状的基体上面的。
针对传统的偶极子天线在作为射频识别标签的天线时，其长度必须为波导波长的一半，在对一些对尺寸要求非常严格的情况下，不能符合市场要求的情况。为此，我们在基体1的选择上面，选取了介电常数在30~150之间的材料，一般我们选取相对介电常数较高的陶瓷基体1。接着，在陶瓷基体1的上表面涂覆银作为辐射面层5，介质基板的底层涂满银作为辐射天线的接地层6。一般来说，采用银的优点第一可以提高电导率，其次易于批量生产，再者还可以对谐振频率点进行微调，达到原本设计的谐振频率点。
当然，除了银这种材料以外，用作辐射面层的材料还可以是铜，铝等良导体中的任意一种，都可以达到我们要达到的技术效果。
另外，第一连接部3和第二连接部4可以延长到基体侧面或对面位置处，这些都是我们可以想象到的，在此，不再赘述。
另外，还设置有一层或多层树脂或橡胶构成的覆盖层（未示出），覆盖层设置所述无线射频识别标签的上面，以提高标签对环境的适应性。所述覆盖层可以选取树脂或橡胶等材料。
下面，我们对本实用新型所述的无线射频识别装置的安装方式进行一个简单的描述。我们知道，RFID无线射频识别装置的固定方式，是多种多样的，由于传统的采用偶极子天线在作为射频识别标签的天线这种结构，很难在一些尺寸要求比较苛刻的条件下使用。因此，本实用新型做出了技术上的改进，从而使本实用新型无线射频识别装置的使用环境可以多种多样。
图1为本实用新型无线射频识别装置嵌入到金属里面的侧视图，图2为本实用新型无线射频识别装置嵌入到金属里面的立体图。所述标签101直接固定在金属表面102和103之中，例如，图1所示的安装方式。也可以嵌入到金属202表面的内侧203，如图2所示，所述标签在嵌入金属202表面内侧203后，与金属202内侧203之间可以有空隙，也就是说，标签可以与金属内陷区域是不完全匹配的。并且，空隙之间可以是空气，树脂，以及其他用来固定标签的材质。
下面，我们来将本实用新型所述的无线射频装置的技术效果进行一个描述。
图7显示了本实用新型与其他公司两款产品不同嵌入深度与不嵌入的最大读取距离比较。从图中可以发现，本实用新型无线射频识别标签嵌入金属表面后，仍然拥有安装在表面的情况下最大读取距离的85%左右，具有较好的技术效果。
上述具体实施例是例示性的，在本实用新型的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形落在本实用新型的保护范围内。本领域技术人员应该明白，上面的具体描述只是为了解释本实用新型的目的，并非用于限制本实用新型。本实用新型的保护范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种无线射频识别标签，其特征在于，包括：
基体，所述基体的上表面和下表面设有辐射面层和接地层；
电子芯片，所述电子芯片设置在所述基体上；以及连接电子芯片与辐射面层和接地层的第一连接部与第二连接部。
2.根据权利要求1所述的无线射频识别标签，其特征在于，所述基体选取陶瓷基体。
3.根据权利要求1所述的无线射频识别标签，其特征在于，所述芯片内部通过导体引脚绑定第一连接部和第二连接部，所述第一连接部和所述第二连接部设置在所述基体的上表面，并延长到所述基体侧面或下表面位置处。
4.根据权利要求1所述的无线射频识别标签，其特征在于，所述基体、辐射面层和接地层为圆形、椭圆形或多边形。
5.根据权利要求1所述的无线射频识别标签，其特征在于，所述辐射面层中间至少开一个孔。
6.根据权利要求1所述的无线射频识别标签，其特征在于，所述基体与辐射面层的上面还设置至少一个覆盖层。
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