CN204288260U - 一种超宽频带电子标签 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及无线射频识别(RFID)领域，提供了一种超宽频带电子标签。该标签包括天线、芯片和基板，所述基板呈矩形设置，收容所述天线和芯片。本实用新型超宽频带电子标签的短路环可方便地调节天线的阻抗，顶端加载的特殊设计可极大地增大天线的带宽。使用时通过固化作用将芯片固定于基材并形成一体，藉由此等结构及其结合，便实现了读写距离远及适用场合多的超宽带电子标签。
Description
技术领域：
本实用新型涉及一款超宽频带电子标签，属微波通讯技术领域，适用800MHz～1200MHz频率范围内的射频识别
背景技术：
近年来随着RFID的发展，电子标签已广泛应用于物流业、零售业及交通业等诸多领域，其有效地提高了管理效率，并大大节约了人力成本。在智能交通管理中要求电子标签具有不可拆卸性及唯一性的特点，陶瓷材料具有优良的电绝缘、高导热、耐高温等特性，由于易碎而具有防拆卸特性。因而陶瓷电子标签被广泛地作为车辆电子标签应用在智能交通管理中，但由于陶瓷基材介电常数高，正切损耗大，导致天线的Q值过高，带宽过窄，使标签在使用中有一定的局限性。针对这些问题，本实用新型使用三氧化二铝纯陶瓷基材作为载体，设计了一款超宽频带的电子标签，可以方便的解决上述问题。
实用新型内容：
本实用新型的主要目的是提供一款超宽频带的电子标签，旨在方便的应用于各种不同的环境中。
该标签包括天线、芯片和基板，基板呈矩形设置，收容所述天线和芯片，天线与芯片匹配，天线包括短路环及偶极子，短路环位于所述基板的中间，偶极子设有左臂和右臂，左臂由1个方波、直臂及顶端加载组成，其中直臂右端与方波的左端相连，直臂左端与顶端加载相连，方波靠近短路环。左臂的顶端加载为上下对称的拓扑结构，拓扑结构由两个方向相反的环形偶极子构成。所述右臂与左臂呈镜像设置，右臂的直臂的右端与顶端加载相连，直臂左端与方波的右端相连，右臂的顶端加载与左臂的顶端加载呈镜像设置。
所述天线材质包括以下材质中的这一种：铜、铝和银。
所述基板的材质包括以下材质中的一种：易碎纸、PVC、ABS、PET、PI或陶瓷Al2O3、AlN。
所述短路环的形状包括以下形状中的一种：矩形、方形、多边形、1/2圆形、椭圆形或圆形。
所述顶端加载的环形偶极子的环形走向包括以下形状中的一种：矩形，方形、梯形、弧形、折线形、多边形、圆形或椭圆弧形。
所述基板的尺寸范围为长50mm～100mm，宽30mm～60mm。
本实用新型宽频带电子标签中，天线设置有短路环及偶极子，其中偶极子设有左臂和右臂，所述左臂由1个方波、直臂及顶端加载组成，其中直臂右端与方波的左端相连，直臂左端与顶端加载相连，方波靠近短路环。左臂的顶端加载为上下对称的拓扑结构，拓扑结构由两个方向相反的环形偶极子构成。所述右臂与左臂呈镜像设置，右臂的直臂的右端与顶端加载相连，直臂左端与方波的右端相连，右臂的顶端加载与左臂的顶端加载呈镜像设置。通过调整直臂和顶端加载的尺寸可以方便的调节天线工作的频率，通过调整顶端加载的两个环形偶极子的尺寸来调整天线的带宽，从而使天线能工作在一个较宽的频率范围内，使天线能应用在不同的环境中，并且调整短路环的尺寸和顶端加载的尺寸调节天线的阻抗，使天线阻抗与芯片共轭，使标签输出最大功率，从而进一步达到延长读写距离的目的。
附图说明：
图1是本实用新型的一个实施例中宽频带电子标签的结构示意图
具体实施方式：
此处所描述的具体实施实例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
参照图1，本实施例中宽频带电子包括天线10、芯片20和基板30，所述基板30呈矩形设置，用于收容所述天线10和芯片20，其中所述天线10与芯片20匹配，天线10包含偶极子12及短路环11，所述短路环11位于所述基板30的中部，所述偶极子12设有左臂和右臂，所述左臂设有方波1211、直臂1212、环向相反的偶极子1213、1214及与偶极子1213、1214上下对称的偶极子1215、1216。所述右臂方波1221与左臂方波1211镜像对称，右臂直臂1222和左臂直臂1212镜像对称，所述右臂顶端加载的偶极子1223、1224、1225、1226与左臂顶端加载的偶极子1213、1214、1215、1216镜像对称。所述芯片20位于短路环上距左、右臂两个方波距离相同的一点。
基板30的形状和尺寸具体要求设置。例如在一实施例中，可将基板30设置成矩形，其尺寸范围为长50mm～100mm，宽30mm～60mm。基板30的材质可以为以下塑料材质中的易碎纸、聚氯乙烯PVC、树脂胶ABS、聚对苯基甲酸乙二醇酯PET、聚酰亚胺PI或陶瓷基板Al2O3、AlN等。由于基板30材料的介电常数和厚度影响天线10的传输效率，并根据天线10的尺寸设置基板30的厚度为0.1～6mm。
短路环11的外形可以为1/2圆形、圆形、矩形、方形、多边形或椭圆形等。参照图1，在已实施例中，短路环11的外形为矩形，其位于基板30的中部。
由于天线10的信号是靠末端加载部分1213、1214、1215、1216、1223、1224、1225、1226辐射的，而末端加载的两个环向相反的偶极子1213、1214(与其镜像对称的1215、1216和1223、1224和1225、1226)的设计是为了使天线谐振在两个相邻的频段，达到超宽带效果，末端加载的上下对称的偶极子1213、1215(与其镜像对称的1214、1216和1223、1225和1224、1226)设计是为了进一步增大天线的带宽，使天线能应用在不同的环境中。
在一实施例中可以通过调整短路环11、及电容加载1213、1214、1215、1216、1223、1224、1225、1226的尺寸来实现天线10与芯片20共轭匹配。共轭匹配是指在信号源给定的情况下，天线阻抗与芯片阻抗共轭，当两者共轭时输出功率最大。本实施例宽频带电子标签中天线10与芯片20的共轭匹配是指天线10的阻抗与芯片20的阻抗共轭匹配，从而输出最大功率。天线10的阻抗与芯片20的阻抗共轭可通过调整短路环11和末端加载1213、1214、1215、1216、1223、1224、1225、1226的尺寸来实现。例如可根据厂家所标签的大小及材质等，变小或变大环的大小或者宽度从而使天线10的阻抗与芯片20的阻抗共轭，以达到输出最大功率的目的。
上述左臂中设有方波1211、直臂1212和顶端加载1213、1214、1215、1216，在一实施例中，还可以通过调节方波1211、直臂1212的尺寸或者顶端加载1213、1214、1215、1216的长度和宽度来调整天线10的工作频段和带宽并微调天线10的阻抗，以适配于超高频使用范围并达到延长传输距离的目的。例如，可以调整直臂1212的长度来调整工作频段，使标签的中心频点落在902～928MHz。在另一实施例中也可提供过调整顶端加载1213、1214、1215、1216来调整天线的工作频段及天线带宽，以适配于上述超宽带的超高频使用范围。
天线10的材质可以为铜、铝和银等，可以通过蚀刻工艺、沉淀工艺或印刷工艺与基板30固定连接，芯片20既可以采用导电胶将芯片倒封装在天线10中短路环11上，也可以用金线或铝线邦定机用金线或铝线将芯片20绑定在短路环11上。
上述实施例中，各部分的尺寸可以按照厂家要求的标签的大小进行设置，使用时可以直接粘贴在物体上。
宽频带电子标签中设有上述天线10、芯片20以及基板30。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所做的等效结构变换，或者直接、间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (7)
1.一种超宽频带电子标签，其特征在于，所述标签为薄片，包括天线、芯片和基板，基板呈矩形设置，收容所述天线和芯片，天线与芯片匹配，天线包括短路及偶极子，短路环位于所述基板的中间，偶极子设有左臂和右臂，左臂由1个方波、直臂及顶端加载组成，其中直臂右端与方波的左端相连，直臂左端与顶端加载相连，方波靠近短路环；左臂的顶端加载为上下对称的拓扑结构，拓扑结构由两个方向相反的环形偶极子构成；所述右臂与左臂呈镜像设置，右臂的直臂的右端与顶端加载相连，直臂左端与方波的右端相连，右臂的顶端加载与左臂的顶端加载呈镜像设置。
2.根据权利要求1所述的标签，其特征在于，所述天线材质可以是铜或铝或银。
3.根据权利1要求所述的标签，其特征在于，所述基板的材质可以是易碎纸或聚氯乙烯PVC或树脂胶ABS或聚对苯基甲酸乙二醇酯PET或聚酰亚胺PI或陶瓷基材Al2O3或AlN。
4.根据权利要求1所述的标签，其特征在于，所述短路环的形状可以是矩形或方形或多边形或1/2圆形或椭圆形或圆形。
5.根据权利要求1所述的标签，其特征在于，所述顶端加载的环形偶极子的环形走向可以是矩形或方形或梯形或弧形或折线形或多边形或圆形或椭圆弧形，通过调整短路环及顶端加载的尺寸来实现天线与芯片共轭匹配。
6.根据权利要求1所述的标签，其特征在于，所述基板的形状可以是方形或多边形或椭圆形或圆形。
7.根据权利要求1所述的标签，其特征在于，所述基板的尺寸范围为长50mm～100mm，宽30mm～60mm。
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