CN202404638U - 基于平面倒f形天线的抗金属射频识别标签 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供基于平面倒F形天线(PIFA)的抗金属射频识别标签，属于射频识别(RFID)技术领域。该RFID标签在其贴片体的上表面上的对应设置所述馈电单元之处，设置有用于置放所述标签芯片的凹坑。该RFID标签具有标签芯片方便安装、抗金属的特性。

Description

基于平面倒F形天线的抗金属射频识别标签

技术领域

本实用新型属于射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)技术领域，涉及基于平面倒F形天线(Planar Inverted F Antenna；PIFA)的抗金属RFID标签，尤其涉及标签芯片置于贴片体的上表面的凹坑中的RFID标签。

背景技术

RFID是一种通过无线射频方式进行非接触的双向数据通信，对目标加以识别并获取相关数据的自动识别技术。RFID技术已经被广泛应用于各个领域，例如，货物销售、运输、生产、废物管理、邮政跟踪、航空行李管理、车辆收费管理等领域，传统的纸带条形码因其存储能力小、不能改写等缺点，在识别领域，其已经慢慢被RFID系统所替代。

RFID系统通常地包括多个RFID标签、至少一个与该RFID标签通信的具有读写器天线的RFID读写器、以及用于控制该RFID读写器的计算装置。通常地，RFID标签由RFID标签天线和标签芯片组成；RFID读写器包括：用于将能量或信息提供到RFID标签的发送器以及用于从RFID标签接收身份和其它信息的接收器；计算装置处理通过RFID读写器所获得的信息。RFID读写器的发送器经由读写器天线输出RF(Radio Frequency，射频)信号，从而产生电磁场，该电磁场使得RFID标签返回携带信息的RF信号。

其中，无源RFID是通过UHF频段的电磁波来实现读写器与RFID标签通信的。但是在金属环境中应用时，RFID标签所附着的金属物体会对电磁波产生屏蔽和反射作用，从而影响读写器和RFID标签之间的通信，例如，金属物体表面的特定的电磁边界条件会在金属物体表面和RFID标签之间产生较大的寄生电容、进而影响阻抗匹配。因此，需要提出一种抗金属型的RFID标签。

目前，常见的抗金属RFID标签主要有三种：(1)基于微带天线结构的类型；(2)采用吸波材料的类型；(3)利用反射板的类型。第(1)种中如果介质采用空气，则电子标签的尺寸会比较大；如果采用高介电常数的介质，则又会产生很大的功耗，影响RFID标签的辐射效率；第二种采用吸波材料，则会大大提高RFID标签的成本。

现有的PIFA中，一般地包括接地面、贴片体(Patch)、置于贴片体表面的主辐射体以及置于贯通贴片体的通孔中的探针和馈电单元；其中，探针、馈电单元均连接于主辐射体，从而形成倒F形状的金属天线。基于PIFA的RFID标签中，通常置放标签芯片的馈电点是设置在贴片体之下的接地面之上。这种结构的RFID在应用于金属目标物体时，抗金属特性差，并且标签芯片安装不方便。

有鉴于此，有必要提出一种新型的抗金属RFID标签。

实用新型内容

本实用新型的目的之一在于，提出一种抗金属特性好的基于PIFA的RFID标签。

本实用新型的又一目的在于，提出一种方便标签芯片安装的基于PIFA的RFID标签结构。

为实现以上目的或者其他目的，本实用新型提供一种射频识别标签，其包括标签芯片和平面倒F形天线，所述平面倒F形天线包括：

接地面，

置于接地面之上的贴片体，

主辐射体，

贯穿所述贴片体至所述接地面的探针，以及

贯穿所述贴片体至所述接地面的馈电单元；

其中，按照本实用新型一实施例提供的射频识别标签，其中，所述凹坑为圆形。

在之前所示实施例的射频识别标签中，较佳地，所述馈电单元置于贯穿所述贴片体的第一圆形通孔中。

在之前所示实施例的射频识别标签中，较佳地，所述探针置于贯穿所述贴片体的第二圆形通孔中。

在之前所示实施例的射频识别标签中，较佳地，所述凹坑的直径大于所述第一圆形通孔的直径。

在之前所示实施例的射频识别标签中，较佳地，所述主辐射体置于贴片体的上表面并通过所述馈电单元与所述标签芯片连接。

在之前所示实施例的射频识别标签中，较佳地，所述主辐射体相对所述接地面平行地设置。

本实用新型的技术效果是，通过在贴片体的上表面设置凹坑，其可以方便标签芯片的安装，并且，RIFD标签可以适用于不同的标签芯片进行结构参数调节，阻抗匹配特性好，适用于金属环境中应用。

附图说明

从结合附图的以下详细说明中，将会使本实用新型的上述和其它目的及优点更加完全清楚，其中，相同或相似的要素采用相同的标号表示。

图1是按照本实用新型一实施例的RFID标签的俯视结构示意图；

图2是图1所示实施例的RFID标签的截面结构示意图。

具体实施方式

下面介绍的是本实用新型的多个可能实施例中的一些，旨在提供对本实用新型的基本了解，并不旨在确认本实用新型的关键或决定性的要素或限定所要保护的范围。容易理解，根据本实用新型的技术方案，在不变更本实用新型的实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的其它实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本实用新型的技术方案的示例性说明，而不应当视为本实用新型的全部或者视为对本实用新型技术方案的限定或限制。

在图中，为了清楚放大了层和区域的厚度，但作为示意图不应该被认为严格反映了几何尺寸的比例关系。

本文中，“上”和“下”等方位术语是相对于附图中所示实施例的RFID标签示意的方位来定义的，在该实施例中，贴片体相对接地面所置放的方位定义为“上”方，相对的另一方位则定义为“下”方，也即“z”坐标方向；接地面的长(或为贴片体的长)的方向定义为“x”坐标方向，接地面的宽(或为贴片体的宽)的方向定义为“y”坐标方向。并且，应当理解到，这些方向性术语是相对的概念，它们用于相对于的描述和澄清，其可以根据RFID标签所放置的方位的变化而相应地发生变化。

图1所示为按照本实用新型一实施例的RFID标签的俯视结构示意图；图2所示为图1所示实施例的RFID标签的截面结构示意图。结合图1和图2所示，RFID标签包括接地面110，其用于天线的主辐射体的接地，接地面110还可以用来抑制方向性图的后瓣。贴片体120置于接地面110之上，贴片体120用作主辐射体和接地面110之间的介质材料，可以用于提高抗金属特性，具体地，贴片体120可以但不限于是抗辐射特性好的FR4(环氧玻璃布)、聚乙烯(polyethene)或聚酯(polyester)等材料。在该实施例中，贴片体120上设置有贯穿贴片体120的两个通孔，分别用于形成探针131和馈电单元132，探针131的一端连接主辐射体133、另一端连接接地面110。

在贴片体120的上表面上、对应于馈电单元132处，设置有用于置放标签芯片200的凹坑121，馈电单元132连接标签芯片200，同时还连接接地面110和主辐射体133。主辐射体133、探针131和馈电单元132形成了PIFA的倒F形结构。主辐射体133置于贴片体120的上表面，其基本与接地面110平行。

较佳地，接地面110和贴片体120大致地设置为矩形结构，如图1所示，接地面110的宽(即y方向)的大小为W1，接地面110的长(即x方向)的大小为L1，贴片体120的宽的大小为W2，贴片体120的长的大小为L2；W1大于W2，L1大于L2，通过设置W1、W2、L1和/或L2可以调节谐振频率，具体根据标签芯片200的情况，调节设置W1、W2、L1和/或L2。

用于短接接地面110和主辐射体133的探针131、以及馈电单元132在贴片体120的位置设置也影响RFID天线的谐振频率等性能。例如，探针131的半径越大，天线的阻抗特性的电阻越小。

凹坑121在该实施例中优选地设置为圆形，其深度(z方向的高度)至少大于该标签芯片的厚度，从而，作为馈电点的标签芯片200可以方便地设置在凹坑121中，并且，通过贴片体有利于提高该RFID标签的抗金属特性，使其适合于贴附在金属目标物体上应用；同时，也不影响馈电点的馈电功能。

在一实例中，标签芯片200的阻抗为(27-201j)，其固定置于凹坑121中并与馈电单元132连接形成馈电点，具体地可以通过调节贴片体的尺寸、馈电单元132在贴片体120中的位置，探针131的半径、馈电单元132的半径等具体参数，实现该PIFA与标签芯片200的阻抗达到共轭匹配。

以上例子主要说明了本实用新型的RFID标签。尽管只对其中一些本实用新型的实施方式进行了描述，但是本领域普通技术人员应当了解，本实用新型可以在不偏离其主旨与范围内以许多其他的形式实施。因此，所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各权利要求所定义的本实用新型精神及范围的情况下，本实用新型可能涵盖各种的修改与替换。

Claims (7)

1.一种射频识别标签，其包括标签芯片和平面倒F形天线，所述平面倒F形天线包括：

接地面，

置于接地面之上的贴片体，

主辐射体，

贯穿所述贴片体至所述接地面的探针，以及

贯穿所述贴片体至所述接地面的馈电单元；

其特征在于，所述贴片体的上表面上的对应设置所述馈电单元之处，设置有用于置放所述标签芯片的凹坑。

2.如权利要求1所述的射频识别标签，其特征在于，所述凹坑为圆形。

3.如权利要求1或2所述的射频识别标签，其特征在于，所述馈电单元置于贯穿所述贴片体的第一圆形通孔中。

4.如权利要求1所述的射频识别标签，其特征在于，所述探针置于贯穿所述贴片体的第二圆形通孔中。

5.如权利要求3所述的射频识别标签，其特征在于，所述凹坑的直径大于所述第一圆形通孔的直径。

6.如权利要求1所述的射频识别标签，其特征在于，所述主辐射体置于贴片体的上表面并通过所述馈电单元与所述标签芯片连接。

7.如权利要求1所述的射频识别标签，其特征在于，所述主辐射体相对所述接地面平行地设置。 

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