CN205158409U - 一种宽频带陶瓷抗金属标签 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及无线射频识别(RFID)领域,提供了一种宽频带陶瓷抗金属标签。一种宽频带陶瓷抗金属标签,其特征在于,包括天线、芯片和基板,基板收容所述天线和芯片,天线与芯片匹配;天线包括辐射面和接地面,辐射面包括辐射部分、阻抗调节部分、共面耦合部分,辐射面位于基板的正面,接地面位于基板的背面,芯片位于基板的侧面;所述芯片与辐射面和接地面相连。该种陶瓷抗金属标签尺寸小,天线的特殊设计可极大地降低天线的Q值、展宽带宽,性能超过普通的大尺寸抗金属标签,可以方便的应用在很多尺寸较小,同时对读取距离、带宽要求较高的金属环境中。
Description
技术领域:
本实用新型涉及一种宽频带陶瓷抗金属标签,属微波通讯技术领域,适用800MHz~1GHz频率范围内的射频识别。
背景技术:
近年来随着RFID的发展,电子标签越来越多的应用在物流、防伪领域。普通的平面类纸质标签贴在金属表面辐射效率下降、阻抗和辐射方向图变化,导致这类标签读取距离大幅下降甚至不能被读取。因此针对金属环境通常需要使用抗金属标签,近年来,陶瓷抗金属标签采用高介电常数的陶瓷材料作为基底,极大地缩小了标签的尺寸,提高了标签在金属物体尤其是小尺寸的金属零件上的使用率。但由于陶瓷介质的介电常数越高,Q值也越大,大多数能量被储存在介质中,天线的带宽极窄,只有普通大尺寸抗金属标签的几十分之一,限制了标签的使用。针对这些问题,本实用新型设计了一种宽频带陶瓷抗金属标签,尺寸小,天线增益和带宽均超过普通大尺寸抗金属标签,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种宽频带陶瓷抗金属标签,旨在方便的解决对读取距离、带宽要求较高且尺寸较小的金属物体的识别、防伪要求。
本实用新型陶瓷抗金属标签包括天线、芯片和基板,基板收容所述天线和芯片,天线与芯片匹配;天线包括辐射面及接地面,辐射面位于基板的正面,接地面位于基板的背面,芯片位于基板的侧面;所述芯片与辐射面和接地面相连,辐射面与接地面呈镜像设置。
所述天线材质包括以下材质中的这一种:铜、铝、银和导电油墨。
所述基板的材质为陶瓷,包括以下材质中的一种:BaO-TiO2系列、ZrO2-TiO2系列、BaO-Ln2O3-TiO2系列、CaO-Li2O-Ln2O3-TiO2及铅基钙钛矿系列等。
所述辐射面、接地面的形状包括以下形状中的一种:梯形、三角形、多边形、弧形、半圆形或圆形。
所述辐射面及接地面上的缝隙开槽的形状包括以下形状中的一种:矩形,十字形、H形、折线形、多边形、圆形或椭圆弧形等,且数量不限于一条。
所述辐射面、接地面、缝隙尺寸及芯片馈电处位置可根据实际情况改变。
所述基板的长度为5mm~35mm,宽度为5mm~35mm,厚度为0.5mm~5mm。
本实用新型陶瓷抗金属标签中,天线包括辐射面及接地面,辐射面位于基板的正面,接地面位于基板的背面,芯片位于基板的侧面;所述芯片与辐射面和接地面相连,辐射面和接地面呈镜像设置。通过调整辐射面及接地面尺寸可以方便的调节天线工作的频率,并且调整缝隙的尺寸及芯片馈电位置可以调节天线的阻抗,使天线阻抗与芯片共轭匹配,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,通过调整辐射面和接地面的形状可以大幅拓展带宽,适当的缝隙开槽可以进一步拓展带宽和缩小天线的尺寸,使标签的应用更为方便。
附图说明:
图1是本实用新型的一个实施例中宽频带陶瓷抗金属标签的结构示意图。
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,本实施例中宽频带陶瓷抗金属标签包括天线10、芯片20和基板30,所述基板30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包含辐射面11及接地面12,所述辐射面11位于所述基板30的正面,所述接地面12位于基板30的背面,所述芯片20位于基板30的侧面,与辐射面11和接地面12相连,辐射面11和接地面12呈镜像设置。
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,其长度为5mm~35mm,宽度为5mm~35mm。基板30的材质为陶瓷介质,可以为以下BaO-TiO2系列、ZrO2-TiO2系列、BaO-Ln2O3-TiO2系列、CaO-Li2O-Ln2O3-TiO2及铅基钙钛矿系列等。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,可进一步选取相对合适材质作为基板30的材质,并根据天线10的尺寸设置基板30的厚度为0.5~5mm。
辐射面11的外形可以为梯形、三角形、多边形、弧形、半圆形或圆形。参照图1,在一实施例中,辐射面11的外形为梯形,其位于基板30的正面。
接地面12的外形可以为梯形、三角形、多边形、弧形或圆形。参照图1,在一实施例中,接地面12的外形为梯形,其位于基板30的背面,接地面12与辐射面11呈镜像设置。
辐射部分及接地面上的缝隙开槽的形状包括以下形状中的一种:矩形,十字形、H形、折线形、多边形、圆形或椭圆弧形等,且数量不限于一条。参照图1,在一实施例中,辐射部分11上有一条直线型的缝隙。
在一实施例中可以通过调整辐射面11、接地面12的尺寸和芯片20的馈电位置来实现天线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。本实施例宽频带陶瓷抗金属标签中天线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。例如天线10的阻抗与芯片20的阻抗共轭可通过调整辐射面11和接地面12的尺寸形状来实现天线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,从而进一步扩大陶瓷抗金属标签的识读距离。
辐射面11、接地面12的镜像梯形设计可极大地降低天线的Q值,拓展带宽,适当的缝隙开槽可进一步拓展带宽。例如在本实施例中,可以通过调节辐射面11、接地面12的形状尺寸,缝隙开槽的位置和芯片20馈电位置来调整天线10的工作带宽,以适配于复杂环境的使用。
天线10的材质可以为铜、铝、银和导电油墨等,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基板30的侧面,也可以用金线或铝线邦定机用金线或铝线将芯片20邦定在基板30侧面。
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,也可以封装在客户要求的模具内。
宽频带陶瓷抗金属标签中设有上述天线10、芯片20以及基板30,可以方便的应用于物流、防伪等领域。
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 (4)
1.一种宽频带陶瓷抗金属标签,其特征在于,包括天线、芯片和基板,基板收容所述天线和芯片,天线与芯片匹配;天线包括辐射面及接地面,辐射面位于基板的正面,接地面位于基板的背面,芯片位于基板的侧面;所述芯片与辐射面和接地面相连。
2.根据权利要求1所述的标签,其特征在于,所述天线材质包括以下材质中的一种:铜、铝、银或导电油墨。
3.根据权利要求1所述的标签,其特征在于,所述基板为陶瓷材质,包括以下材质中的一种:Ba0-Ti02系列、Zr02-Ti02系列、Ba0-Ln203-Ti02系列、Ca0-Li20-Ln203-Ti02及铅基钙钛矿系列。
4.根据权利要求1所述的标签,其特征在于,所述辐射部分及接地面上的缝隙开槽的形状包括以下形状中的一种:矩形,十字形、H形、折线形、多边形、圆形或椭圆弧形,且数量不限于一条。
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