CN202257642U - 一种覆盖uhf全频段、自由空间和金属表面共用的超高频电子标签 - Google Patents

Abstract

本文主要介绍一种多层天线组成、覆盖UHF全频段、在自由空间和金属表面都能够实现远距离读取的超高频电子标签。标签包括基材、折弯金属表面、天线辅助辐射面、超高频RFID芯片。当本标签置于在自由空间(或者非金属表面)，电磁辐射主要集中在标签的正面和背面，它的等效电流分布可以等效为宽边折合振子。当本标签直接贴于金属表面时，电磁辐射主要集中在两个折弯侧面上，它的电流分布可以等效为微带天线，从而使得该标签在金属表面和非金属表面都可以达到高效率的辐射。天线辅助辐射面不仅可以提高辐射效率，而且调节其大小，可以调节天线的输入阻抗，使得标签在自由空间和金属表面两种情况下的输入阻抗，都与超高频RFID芯片的阻抗达到共轭匹配，从而使得标签在两种情况下，都能达到远距离读取。同时天线辅助辐射面引入了附加的电容，从而提高了天线的带宽，使得标签在UHF全频段都能够使用。

Description

一种覆盖UHF全频段、自由空间和金属表面共用的超高频电子标签

技术领域

本实用新型涉及一种超高频电子标签，具体是涉及一种由多层天线组成、覆盖UHF全频段、在自由空间和金属表面都能够实现远距离读取的超高频电子标签。 

背景技术

射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)技术是一种利用射频通信实现的非接触式自动识别技术。RFID标签具有体积小、容量大、寿命长、可重复使用等特点，可支持快速读写、非可视识别、移动识别、多目标识别、地位及长期跟踪管理。RFID在物流管理、防伪、交通信息化、工业自动化中都有重要的应用，该技术与互联网、通讯等技术相结合，可实现全球范围内物品的跟踪与信息共享，RFID已成为IT业界的热点。 

RFID系统主要由电子标签、阅读器和天线组成。电子标签是RFID系统的重要组成部分，各式各样的电子标签已经成为RFID的研究热点。 

由于电磁波会被金属反射，从而导致普通电子标签在金属表面无法被正确识别，针对带有各种金属表面的识别物的管理，如金属资产、大型压力容器钢瓶、大型钢材等，就需要采用抗金属标签。然而，一般的金属标签在自由空间的读取距离有限。随着RFID行业的发展，使得电子标签在各种复杂使用环境都实现远距离读取。 

由于各国、各地区对UHF频段RFID应用的界定存在不同，例如：美国标准为902MHz～928MHz，欧洲为865MHz～868MHz，日本为950MHz～956MHz，中国为840MHz～845MHz和920MHz～925MHz两个频段。因此，设计UHF RFID全频段覆盖的电子标签以满足世界各国的要求，使电子标签具有通用性，是电子标签设计的一个目标。然而，一般的抗金属标签带宽窄，很难在RFID全频段上都实现远距离读取。 

本项目的实用新型内容有助于解决上述的问题。 

实用新型内容

本实用新型的内容，就是为金属表面及自由空间(非金属表面)、UHF全频段提供一种高可靠性、经济实用、结构简单的无源超高频电子标签。 

本实用新型为了达到上述目的，所采用的技术方案是提供一种由多层天线组成的无源超高频电子标签。标签包括折弯金属表面3、基材4、天线辐射辅助面1及置于天线辐射辅助面1上的超高频芯片2。超高频芯片2的正负极通过倒封装工艺与天线辅助辐射面1相连。天线辐射辐射面1与折弯金属表面2通过紧耦合来交互能量，天线辐射辅助面1的存在展宽了天线的带宽。当标签附着在非金属表面时，标签天线的电流分布类似于宽边折合振子，能够实现在自由空间中的高效率全向辐射；而当标签附着在金属表面时，标签天线的电流分布类似于微带天线，从而实现了定向的高效率辐射。 

所述的天线辐射辅助面的尺寸小于基材平面的的大小。 

本实用新型的电子标签在各种使用环境、各种频段下的使用效果显著。本实用新型采用的基材4为塑料，陶瓷，FR4，聚四氟乙烯材料，易于加工、成本低、介电常数稳定、介质损耗低等特点。 

折弯金属表面采用普通的金属材料即可，如铝箔。 

塑料，陶瓷，FR4，聚四氟乙烯材料和铝箔纸的应用大大降低了生产成本，简化了成产工艺，为后续的大规模生产带来了便利。 

附图说明

图1为本实用新型电子标签一实施例的电子标签的天线辐射辅助面的结构示意图； 

图2为本实用新型电子标签一实施例的电子标签的折弯金属表面的结构示意图； 

图3为本实用新型电子标签一实施例的电子标签的基材的结构示意图； 

图4为本实用新型电子标签一实施例的电子标签的总体结构示意图。 

具体实施方式 

下面结合附图更进一步说明本实用新型RFID标签的结构特征。 

本实用新型的RFID标签包括：基材4的尺寸为95mm*25mm*3mm，折弯金属表面3采用背面含有胶的铝箔，铝箔的尺寸为220mm*25mm，沿着基材4背面对称折叠到基材4的顶面。 

天线辅助辐射面1包括两层，上层是0.01mm的金属薄膜，下层是0.2mm的PET薄膜。超高频芯片2通过倒封装工艺固定到天线辅助辐射面1上。天线辅助辐射面1通过胶固定到折弯金属表面3的正面。 

在本款新型RFID标签中，通过调整天线辅助辐射面1的大小可以将天线的阻抗调整到一个最为合适的值，与芯片形成共轭匹配，以达到远距离的读取效果。 

在本款新型RFID标签中，调整基材和铝箔的宽度，可以提高天线的辐射效率，从而提高电子标签的读取距离。 

在本实施例中，RFID标签的表面上覆盖绝缘油漆作为保护膜以防止UHF电子标签的折弯金属表面3，天线辅助辐射面1与外界环境接触而发生氧化，腐蚀等现象，以保证RFID电子标签在应用环境中的长期稳定的使用。 

Claims (3)

1.一种由多层天线组成、覆盖UHF全频段、在自由空间和金属表面都能够实现远距离读取的超高频电子标签，其特征在于：它由天线辅助辐射面、折弯金属表面、超高频芯片和基材组成，芯片与天线辅助辐射面相连接，天线辅助辐射面置于折弯金属表面之上，并通过一层的介质材料与天线辅助辐射面相隔离；折弯金属表面与基材共形，附着于基材表面。

2.根据权利要求1所述的超高频电子标签，其特征在于天线辐射辅助面的尺寸小于基材平面的大小。

3.根据权利要求1所述的超高频电子标签，其特征在于厚度大于零点五毫米。 

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