CN208156700U - 一种高适应性rfid标签以及集成有该标签的电路板 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高适应性RFID标签以及集成有高适应性RFID标签的电路板，其中所述高适应性RFID标签包括天线和芯片；所述天线包括地线、辐射臂、短路线、以及馈电线，形成IFA结构；所述电路板包括地板和电子产品电路部分，所述地板和电子产品电路部分分别位于所述电路板的相背的两侧表面上；所述天线与所述电路板的所述电子产品电路部分均设置在所述电路板的同一侧表面上，且所述天线与所述电路板上的所述电子产品电路部分分开布置；所述电路板为矩形，所述天线位于所述电路板的短边边缘处；所述天线的所述地线与所述电路板的地板边缘齐平；所述天线除所述地线外的区域所对应的所述电路板的所述地板处没有金属；所述馈电线位于所述天线的所述地线与所述辐射臂间，且所述馈电线是断开的；所述芯片位于所述馈电线的断开处；所述天线与所述芯片共轭匹配。

Description

一种高适应性RFID标签以及集成有该标签的电路板

技术领域

本实用新型涉及射频识别领域，特别是涉及高适应性RFID标签，适用840MHz～960MHz频率范围内的射频识别，还涉及集成有该标签的电路板。

背景技术

以前，电子电器产品，比如引述电路板产品(PCB)的生产制造信息记录主要依赖于人工纸质记录。目前，一些自动化程度较高的工厂则采用条形码、二维码来记录电路板的相关生产信息。随着产品生产智能化时代的到来，在产品全生命周期的所有阶段有大量的信息需要实时跟踪记录，而目前普遍采用的条型码、二维码技术虽然相比人工纸质记录提高了记录效率，但由于识别距离极近，仍然需要人工操作。显然上述两种信息载体都不能智能识别记录生产信息。且此类标签在应用中容易被腐蚀和划破，信息不能长久保存。

RFID电子标签很好地解决了上述问题，但是现有技术中需要在产品上额外黏贴PET基高适应性RFID标签或电路板的块状高适应性RFID标签，造成了产品的体积大、成本高、集成化低。虽然已经有一些专利公开了在电路板上直接布置高适应性RFID标签，比如中国计量大学的CN201610228334.3，但是该技术方案采用的是偶极子天线，不利于电路板上原有电子元器件的自由放置和部署。并且不同电路板上的电路布置不一致对普通RFID天线有较大的性能影响，普通RFID天线不具有应用于不同电路板上的通用性。

另外，也有一些专利公开了仅在电路板的一角布置相关天线，比如惠州TCL移动通信有限公司的CN201020624336.2，将倒F天线设置在矩形印刷电路板的任意一个角落，但是该专利涉及的是蓝牙天线，且并未涉及如何适应周边变化的金属环境。

因此，目前迫切需要的是一种能灵活地适用于不同电路板上的高适应性RFID标签。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种集成于电路板上的高适应性RFID标签。

根据本实用新型的一方面，提供了一种高适应性RFID标签，所述高适应性RFID标签包括天线和芯片；所述天线包括地线、辐射臂、短路线、以及馈电线，形成IFA结构；所述馈电线位于所述天线的所述地线与所述辐射臂间，且所述馈电线是断开的；所述芯片位于所述馈电线的断开处；所述天线与所述芯片共轭匹配。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种集成有高适应性RFID标签的电路板，其中：所述高适应性RFID标签包括天线和芯片；所述天线包括地线、辐射臂、短路线、以及馈电线，形成IFA结构；所述电路板包括地板和电子产品电路部分，所述地板和电子产品电路部分分别位于所述电路板的相背的两侧表面上；所述天线与所述电路板的所述电子产品电路部分均设置在所述电路板的同一侧表面上，且所述天线与所述电路板上的所述电子产品电路部分分开布置；所述天线的所述地线与所述电路板的地板边缘齐平；所述天线除所述地线外的区域所对应的所述电路板的所述地板处没有金属；所述馈电线位于所述天线的所述地线与所述辐射臂间，且所述馈电线是断开的；所述芯片位于所述馈电线的断开处；所述天线与所述芯片共轭匹配。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种集成有高适应性RFID标签的电路板，其中所述电路板为矩形，在这种情况下，所述天线位于所述电路板的短边边缘处。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种集成有高适应性RFID标签的电路板，其中所述天线的所述地线相比所述天线的其他部分更为接近所述电子产品电路部分。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种集成有高适应性RFID标签的电路板，其中所述天线的所述地线可以是直线段或曲线段，所述地线两端之间的直线距离与所述电路板的短边长度相等，所述地线的宽度为0.5mm～1.5mm。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种集成有高适应性RFID标签的电路板，其中所述天线的所述辐射臂位于所述电路板的一侧边缘，所述天线的所述辐射臂可以是直线段或曲线段，所述辐射臂的宽度为0.5mm～1.5mm。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种集成有高适应性RFID标签的电路板，其中所述天线的所述短路线可以是直线段或曲线段，所述短路线的长度大于所述芯片的宽度，所述短路线的宽度为0.5mm～1.5mm。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种集成有高适应性RFID标签的电路板，其中所述天线的所述馈电线是两段直线段或曲线段，所述馈电线的两段直线段或曲线段中连接所述芯片，所述馈电线宽度0.5mm～1.5mm。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种集成有高适应性RFID标签的电路板，其中所述天线与所述电子产品电路部分都在电路板制版铜蚀刻阶段形成，所述电路板的表层覆铜的厚度为13-50μm。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种集成有高适应性RFID标签的电路板，其中所述电路板包括还包括中间介质层，所述电子电路产品部分位于所述中间介质层的一侧，且所述地板位于所述中间介质层的另一侧，所述中间介质层为耐燃等级FR-4的材料，介电常数为4.4，损耗角正切值为0.02。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种集成有高适应性RFID标签的电路板，其中所述电路板的尺寸范围为长80mm～200mm、宽50mm～100mm、厚>0.1mm。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种集成有高适应性RFID标签的电路板，其中通过调节所述天线的所述短路线和所述馈电线在所述地线上的位置来实现所述天线与所述芯片之间的共轭匹配，通过调节所述辐射臂的长度来实现所述天线与所述芯片在需要的频点谐振。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据本实用新型的一个实施例的集成于一双面电路板上的高适应性RFID标签的天线的结构示意图；

图2为根据本实用新型的一个实施例的集成有高适应性RFID电子标签的双面电路的一种结构的示意图；

图3为根据本实用新型的一个实施例的集成有高适应性RFID电子标签的双面电路的一种结构的示意图；

图4为根据本实用新型的一个实施例的高适应性RFID电子标签被设置在三种电子产品电路布置方式的电路板上的结构示意图；

图5为当根据本实用新型的一个实施例的高适应性RFID电子标签被设置在三种电子产品电路布置方式的电路板上时，所述高适应性RFID标签的天线的性能测试结果。

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。

参考图1和图2，图1为根据本实用新型的一个实施例的集成于一双面电路上的高适应性RFID标签的天线的结构示意图，图2为根据本实用新型的一个实施例的集成有高适应性RFID电子标签的双面电路的一种结构的示意图。在本实施例中，高适应性RFID标签印刷在该双面电路板30的具有电子产品电路部分31的一侧上；该高适应性RFID标签包括天线10和芯片20；该双面电路板30被设置为矩形，但是如本领域技术人员所周知地那样，该双面电路板30可被设置为其他任何合适的形状，该双面电路板30包括电子产品电路部分31、地板32、以及位于该电子产品电路部分31和该地板32之间的中间介质层33该地板32和该电子产品电路部分31分别位于该电路板30的相背的两侧表面上，具体而言，该电子电路部分31和该高适应性RFID标签均被放置在该中间介质层33的同一侧，该地板32被放置在该中间介质层33的另一侧。被放置在该中间介质层33的同一侧上的该电子电路部分31和该高适应性RFID标签分开布置，互不干扰。该高适应性RFID标签的该天线10位于该双面电路板30的短边一边的边缘。

该天线10为一个IFA结构天线，包括地线11、辐射臂12、短路线13、和馈电线14。该天线10的该地线11与该双面电路板30的该地板32的边缘齐平。该天线10的除地线11外的其他区域的对应的该双面电路板30的该地板32的对应部分为净空区，即该地板32的对应部分不含有金属，不干扰该高适应性RFID标签的工作。该天线10的该地线11与该辐射臂12间的馈电线14部分为芯片20的接入位置，即，馈电线14分为两段，该芯片20位于两段馈电线14之间。

该天线10与该双面电路板30的该电子产品电路部分31一同形成于电路板制版铜蚀刻阶段，该双面电路板30的表层覆铜的厚度为13-50μm。

该天线10的该地线11相比该天线10的其他部分更为接近该电子产品电路部分31，该地线11可以是直线段或曲线段，该地线11的两端之间的直线距离与该双面电路板30的矩形短边的长度相等，该地线11的宽度为0.5mm～1.5mm。

该天线10的该辐射臂12位于该双面电路板30的一侧边缘处，该天线10的该辐射臂12可以是直线段或曲线段，该辐射臂12的宽度为0.5mm～1.5mm。

该天线10的该馈电线14是两段直线段或曲线段，该馈电线14的两段直线段或曲线段中连接该芯片20，该馈电线14的宽度为0.5mm～1.5mm。

在本实施例中，通过调节该天线10的该短路线13、该馈电线14在该地线11上的位置来实现该天线10与该芯片20共轭匹配。

进一步，通过调节该辐射臂12的长度来实现该天线10与该芯片20谐振在需要的工作频点。

该双面电路板30的形状和尺寸可根据具体要求而设置。例如在本实施例中，该双面电路板30设置成矩形。而在其他实施例中，该双面电路板30可被设置为正方形。

该双面电路板30的该电子产品电路部分31在该双面电路板30的除该高适应性RFID标签的的区域外放置。

参考图2和图3，图2为根据本实用新型的一个实施例的集成有高适应性RFID电子标签的双面电路的一种结构的示意图，图3为根据本实用新型的一个实施例的集成有高适应性RFID电子标签的双面电路的一种结构的示意图。该双面电路板30的该地板32一边的边缘与该天线10的该地线11齐平，该天线10的除地线11外的其他区域的对应的该双面电路板30的该地板32的对应部分为净空区，即与该天线10的除地线11外的其他区域的对应的该双面电路板30的该地板32的对应部分不含有金属，不会干扰该高适应性RFID标签的正常运行。该地板32的宽度大于2cm。

该双面电路板30的该中间介质层33的材质为FR-4，介电常数为4.4，损耗角正切值为0.02，其尺寸范围为长80mm～200mm，宽50mm～100mm，厚>0.1mm。

图4为根据本实用新型的一个实施例的高适应性RFID电子标签被设置在三种不同电子产品电路布置方式的电路板上的结构示意图。图5为当根据本实用新型的一个实施例的高适应性RFID电子标签被设置在三种不同电子产品电路布置方式的电路板上时，该高适应性RFID标签的该天线10的性能测试结果表明：该高适应性RFID标签的最好灵敏度在920MHz附近，在频段900MHz～936MHz灵敏度大于-16dBm。在中国UHF频段920～925MHz内标签整体灵敏度在-17.5dBm。

本实用新型的优势主要在于：

1、该高适应性RFID标签的天线为单面天线，因此在使用时不需要对该电路板打过孔；

2、该高适应性RFID标签的天线与该电路板的该地板的设计使得该天线的性能对布置于该电路板上的不同电子产品电路的布置方式有较高的适应性，使得该电子产品具有成本低、通用性高的优势；

3、该高适应性RFID标签的天线可直接集成于该电路板上，在产品制造过程中，将该高适应性RFID标签的该芯片直接贴装在该电路板上的该高适应性RFID标签的该芯片位置处，形成一个完整的高适应性RFID标签，实现在装配级对电路进行跟踪，使得该电子产品具有集成度高，在电路板生产和装配的每个环节能够对电路以及包含电路的产品进行供应链管理的优势；

4、本实用新型所设计的高适应性RFID标签的天线性能较为稳定，该电路板上的电子产品电路部分的布置的改变对于天线性能的影响较小；

5、通过调节本实用新型所设计的高适应性RFID标签的天线的短路线、馈电线在地线上的位置来实现天线与芯片的共轭匹配；

6、只需通过调节辐射臂的长度就能使得天线与芯片在需要的频点实现谐振；

7、本实用新型所设计的高适应性RFID标签的天线的总宽度可以依据需求做到3～5mm，天线性能-4dB～0dB；

8、本实用新型所设计的高适应性RFID标签的天线只占用电路板上很少的面积且具有较好的读写性能；

9、电路板的尺寸和成本增加很小。

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 (10)

1.一种高适应性RFID标签，所述高适应性RFID标签包括天线和芯片；其特征在于，所述天线包括地线、辐射臂、短路线、以及馈电线，形成IFA结构；所述馈电线位于所述天线的所述地线与所述辐射臂间，且所述馈电线是断开的；所述芯片位于所述馈电线的断开处；所述天线与所述芯片共轭匹配。

2.一种集成有高适应性RFID标签的电路板，其中：

所述高适应性RFID标签包括天线和芯片；所述天线包括地线、辐射臂、短路线、以及馈电线，形成IFA结构；

所述电路板包括地板和电子产品电路部分，所述地板和电子产品电路部分分别位于所述电路板的相背的两侧表面上；

所述天线与所述电路板的所述电子产品电路部分均设置在所述电路板的同一侧表面上，且所述天线与所述电路板上的所述电子产品电路部分分开布置；

所述天线的所述地线与所述电路板的地板边缘齐平；

所述天线除所述地线外的区域所对应的所述电路板的所述地板处没有金属；

所述馈电线位于所述天线的所述地线与所述辐射臂间，且所述馈电线是断开的；

所述芯片位于所述馈电线的断开处；

所述天线与所述芯片共轭匹配。

3.如权利要求2所述的集成有高适应性RFID标签的电路板，其特征在于，所述电路板为矩形，且所述天线位于所述电路板的短边边缘处。

4.如权利要求2所述的集成有高适应性RFID标签的电路板，其特征在于，所述电路板为矩形，尺寸范围为长80mm～200mm、宽50mm～100mm、厚>0.1mm。

5.如权利要求2所述的集成有高适应性RFID标签的电路板，其特征在于，所述天线的所述地线相比所述天线的其他部分更为接近所述电子产品电路部分。

6.如权利要求2所述的集成有高适应性RFID标签的电路板，其特征在于，所述天线的所述地线可以是直线段或曲线段，所述地线两端之间的直线距离与所述电路板的短边长度相等，所述地线的宽度为0.5mm～1.5mm；其中所述天线的所述辐射臂位于所述电路板的一侧边缘，所述天线的所述辐射臂可以是直线段或曲线段，所述辐射臂的宽度为0.5mm～1.5mm。

7.如权利要求2所述的集成有高适应性RFID标签的电路板，其特征在于，所述天线的所述短路线可以是直线段或曲线段，所述短路线的长度大于所述芯片的宽度，所述短路线的宽度为0.5mm～1.5mm。

8.如权利要求2所述的集成有高适应性RFID标签的电路板，其特征在于，所述天线的所述馈电线是两段直线段或曲线段，所述馈电线的两段直线段或曲线段中连接所述芯片，所述馈电线宽度0.5mm～1.5mm。

9.如权利要求2所述的集成有高适应性RFID标签的电路板，其特征在于，所述天线与所述电子产品电路部分都在电路板制版铜蚀刻阶段形成，所述电路板的表层覆铜的厚度为13-50μm。

10.如权利要求2－9任一项所述的集成有高适应性RFID标签的电路板，其特征在于，所述电路板包括还包括中间介质层，所述电子产品电路部分位于所述中间介质层的一侧，且所述地板位于所述中间介质层的另一侧，所述中间介质层为耐燃等级FR-4的材料，介电常数为4.4，损耗角正切值为0.02。