CN216698738U - 天线、rfid标签及金属货物容器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及射频识别技术领域，具体涉及一种天线、RFID标签及金属货物容器。所述天线包括：匹配环以及设置在匹配环一侧的震动臂。所述震动臂具有至少两个弯折，以形成至少两个U型槽。所述匹配环中开设有至少一个呈长圆孔形状的开槽。所述天线为铜箔金属天线。本实用新型实施例提供的天线，可以方便的通过调整天线结构调整标签阻抗，使标签天线阻抗与芯片阻抗匹配，减少回波损耗和增强标签效率以确保标签能够在较远的距离被读取。

Description

天线、RFID标签及金属货物容器

【技术领域】

本实用新型涉及射频识别技术领域，具体涉及一种天线、RFID标签及金属货物容器。

【背景技术】

随着现代物流行业，港口行业的发展，信息化要求越来越高，金属货物容器在铁路、港口码头、汽运等行业得到了更广泛的应用。但是金属货物容器的传统管理方式已经跟不上信息化时代的要求，如何建立高效的物流管理系统，使物流更加方便快捷，是各企业必须深入思考的问题。

目前，主要采用条码和二维码对这些金属货物容器进行盘点与溯源追踪。由于条码或二维码存在保存时间短，易被遮挡，在运输过程中易破损，易受使用环境光源影响，需人工单个识别等的缺陷。因此，使得进行盘点和溯源追踪工作的工作人员劳动强度大并且工作效率低。尤其是，金属货物容器的种类繁多，数量巨大，这样的人工模式难以满足实际情况的需要。

为了提升效率，现有一些机构采用射频识别技术对金属压力容器进行盘点与溯源追踪的技术方案。但由于标签工艺和所使用核心部件的局限性，导致标签存在不防水、易受损、易老化、易分层和读距短等缺陷。在长时间户外环境应用还容易出现功能失效等现象，且失效后标识信息较难重新获取。

因此，急需建立稳定的溯源体系，以解决标签易受损、不易识别和读距短的难题。

【发明内容】

本实用新型旨在提供一种天线、RFID标签及金属压力容器，能够解决标签易受损、不易识别和读距短的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供以下技术方案：一种天线，所述天线包括：匹配环以及设置在匹配环一侧的震动臂。所述震动臂具有至少两个弯折，以形成至少两个U型槽。所述匹配环中开设有至少一个呈长圆孔形状的开槽。所述天线为铜箔金属天线。

所述匹配环包括：主体部分，主体部分由第一矩形块、第二矩形块和第三矩形块三个矩形块组成。主体部分的第二矩形块和第三矩形块的连接处设置有水平方向的第一延伸部。主体部分的第一矩形块和第二矩形块的连接处设置有与第一延伸部平行的第二延伸部。

所述第一延伸部与第二延伸部的另一端则分别由匹配环的第一垂直臂的上端和下端连接，第一垂直壁垂直于第一延伸部和第二延伸部。匹配环的主体部分、第一延伸部、第一垂直臂以及第二延伸部依次连接成环。

其中，所述匹配环的主体部分的第三矩形块上设置有一个呈长圆孔形状的开槽，所述长圆孔形状的开槽的圆角的圆弧半径均设置为0.40mm。

所述震动臂上依次序设置有第一垂直微带线、第一水平微带线、第二垂直微带线、第二水平微带线、第一矩形微带线、第三垂直微带线、第一梯形微带线以及第二矩形微带线。

其中，所述第二水平微带线的右侧与所述第一矩形微带线的左下端连接，第二水平微带线垂直于第一矩形微带线的左边。所述第三垂直微带线的上端与所述第一矩形微带线的右下端连接，第三垂直微带线垂直于第一矩形微带线的下边。所述第一垂直微带线与匹配环的第一延伸部连接，所述第一垂直微带线垂直于匹配环的第一延伸部。

所述震动臂上设置有2个U型槽；其中第一U型槽为水平U型槽，第二U型槽为垂直U型槽；所述第一U型槽的底部为所述第一垂直微带线，所述第一U型槽的上侧为所述第一水平微带线，所述第一U型槽的下侧为所述匹配环的第一延伸部。所述第二U型槽的底部为所述第二水平微带线，所述第二U型槽的左侧为所述第二垂直微带线，所述第二U型槽的右侧为所述第一矩微带线。所述第一U型槽和第二U型槽的圆角的圆弧半径均设置为0.40mm。

所述匹配环的主体部分由第一矩形块、第二矩形块和第三矩形块三个矩形块组成，其中，第一矩形块的宽度设置为7.60mm,长度设置为13.94mm；第二矩形块的宽度设置为21.50mm,长度设置为15.88mm；第三矩形块的宽度设置为4.56mm,长度设置为20.11mm。

所述匹配环的第一垂直臂宽度设置为20.5mm，长度设置为1.00mm。

所述匹配环的第一延伸部的宽度设置为3.00mm，长度设置为6.12mm。

所述匹配环的第二延伸部的宽度设置为1.00mm，长度设置为10.35mm。

所述震动臂上：

所述第一垂直微带线的宽度设置为2.30mm,长度设置为1.00mm。

所述第二垂直微带线的宽度设置为9.63mm,长度设置为1.00mm。

所述第三垂直微带线的宽度设置为17.48mm,长度设置为0.64mm。

所述第一水平微带线的宽度设置为1.00mm,长度设置为5.03mm。

所述第二水平微带线的宽度设置为1.00mm,长度设置为1.00mm。

所述第一矩形微带线的宽度设置为9.63mm,长度设置为10.00mm。

所述第二矩形微带线的宽度设置为2.50mm,长度设置为7.00mm。

所述第一梯形微带线的上底设置为0.64mm,下底设置为5.44mm，高设置为4.78mm。

所述匹配环的第二延伸部下端，设置有2根防拆检测线；所述防拆检测线的宽度为0.70mm。所述防拆检测线上各设置有一个24KΩ的电阻。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例还提供以下技术方案：一种RFID标签。

所述RFID标签包括：塑料壳、天线中间件和金属固定部件。所述塑料壳设置成盒状，内部设置有凹槽，塑料壳设置有自锁装置。所述天线中间件紧贴在所述凹槽内。所述金属固定部件一端穿过所述塑料壳，另一端用于与RFID标签所代表的物体连接。

所述天线中间件包括：芯片、基材以及上述的天线；所述天线和芯片附着于基材表面，并通过金属引线连接。

所述芯片为绑定芯片；所述基材为FR4基材。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例还提供以下技术方案：一种金属货物容器，所述金属货物容器上装配有如上所述的RFID标签。

本实用新型实施例的有益效果是：本实用新型实施例提供的天线，可以方便的通过调整天线结构调整标签阻抗，使标签天线阻抗与芯片阻抗匹配，减少回波损耗和增强标签效率以确保标签能够在较远的距离被读取。

另外，本实用新型提供的RFID标签采用的材料使标签抗压性较好，在应用环境中具有寿命长且对户外环境有很强的耐受性。RFID标签采用的封装设计，在塑料壳里面设置凹槽，将天线中间件设置于凹槽内保护起来，使标签的抗金属性强且不易损坏。

【附图说明】

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1a为本实用新型实施例提供的RFID标签的结构示意图。

图1b为本实用新型实施例提供的RFID标签的分解结构示意图。

图2为本实用新型实施例提供的天线的结构示意图。

图3为本实用新型实施例提供的天线的匹配环各部分的结构示意图。

图4为本实用新型实施例提供的天线的匹配环各部分的尺寸结构示意图。

图5为本实用新型实施例提供的天线的震动臂各部分的结构示意图。

图6为本实用新型实施例提供的与天线连接的防拆检测线的结构示意图。

【具体实施方式】

为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例，对本实用新型进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“上”、“下”、“内”、“外”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本实用新型。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

无线射频识别(RFID)系统主要由电子标签、读写器和后台主机组成。读写器通过发射天线发送特定频率的电磁波，当电子标签进入有效工作区域时产生感应电流，从而获得能量被激活，使得电子标签将自身编码信息通过内置射频天线以电磁波的形式发送出去。读写器的接收天线接收到从标签发射来的电磁波信号后将其解码，即可获得标签中存储的信息。

在电子标签的应用中，有时需要对金属物体进行标识，例如：汽车、钢瓶、武器装备和货柜等等。普通电子标签放置在金属表面时，标签的读距会迅速缩短，甚至不能被读取。

本实用新型实施例提供了一种RFID标签。其具有一定的抗金属能力，解决了普通电子标签不能附着于金属表面使用的难题，甚至在金属表面使用时能获得更远的读距。如图1所示，图1为本实用新型实施例提供的RFID标签的结构示意图，图1a为RFID标签的闭合状态，RFID标签100包括塑料壳101、塑料壳凹槽102、塑料壳自锁装置104、连接孔105和金属连接部件106。

在一些实施例中，金属壳上设置的自锁装置104用于RFID标签闭合时，将金属壳101锁紧。自锁装置可以是卡扣式等任何形式。

在一些实施例中，金属连接部件106的一端从连接孔105穿过金属壳101，金属连接部件106的另一端用于固定在RFID标签所代表的物体上。

图1b为RFID标签的打开状态，其中，RFID标签100包括塑料壳101、塑料壳凹槽102、天线中间件103、塑料壳自锁装置104、连接孔105和金属连接部件106。

在一些实施例中，RFID标签的天线中间件103紧贴于塑料壳凹槽102内，其中塑料壳凹槽102的深度根据天线中间件103的厚度来设置，当塑料壳101处于闭合状态时，天线中间103件被塑料盒101严密的覆盖封锁于凹槽102内。

在一些实施例中，如图1b所示，金属连接部件106的一端从连接孔105穿过金属壳101，金属连接部件106的另一端用于固定在RFID标签所代表的物体上，固定的方式可以是焊接式、连接式、磁贴式等任何固定连接形式。

在一些实施例中，所述塑料壳101可以选择使用聚丙烯(PP)材质。聚丙烯作为一种半结晶的热塑性塑料，制成的的塑料外壳101和塑料层104具备高耐冲击性，机械性质强韧，抗多种有机溶剂和酸碱腐蚀的优势。

在一些实施例中，塑料壳101可以是方形块、矩形块、圆柱状、球状或者是任何形状。

在一些实施例中，塑料壳内的凹槽102可以是矩形、圆形、三角形或者任何形状；相应的天线中间件103也设置成与塑料外壳凹槽102相对应的形状，以使天线中间件103被很好的保护于凹槽102内，保证整个RFID标签的良好性能。

在一些实施例中，天线中间件103包括：基材、附着于基材表面的芯片、以及天线200，天线200和芯片之间通过金属引线连接。

天线200是用来辐射或接收无线电波的装置；芯片具有一定的存储容量，可存储各类目标物品的数据信息，例如用来表示图1所示的RFID标签所附着的物体的唯一的识别码，并对天线200收发信号进行解调、解码、编码和调制等操作。

在一些实施例中，芯片为绑定芯片。

在一些实施例中，芯片为超高频芯KX2005XBT，具有唯一UID识别码，且储存区EPC具有可编码的特性。

在一些实施例中，基材为FR4基材，所述FR4基材有很好的机械性能、尺寸稳定性、抗冲击性、耐高温特性以及耐湿性能。它的电气性能优良，工作温度较高，本身性能受环境影响小。FR4基材在加工工艺上，比其他树脂的玻纤布基板具有很大的优越性。

本实用新型实施例提供的RFID标签可被设计成支持任意一种工作方式的电子标签。例如，有源电子标签、无源电子标签和半无源电子标签。

本实用新型实施例提供的RFID标签的天线中间件103柔性好、厚度和尺寸小，其表面可以根据实际需求进行个性化打印，常规的RFID电子标签打印机即可完成RFID标签的所有打印操作，且读取距离达到8m以上。

该RFID标签100所采用的封装设计，在塑料外壳101内设置凹槽102，将天线中间件103与金属部分隔开，使标签的抗金属性强，且标签的天线中间件103被很好的保护在塑料壳的凹槽102内，不易损坏。

本申请实施例还提供了一种可以应用于以上RFID标签的天线结构。该天线为铜箔金属天线。图2为本实用新型实施例提供的天线的结构示意图。如图2所示，该天线200包括：匹配环210、震动臂220以及防拆检测线230。

其中，参考图3和图4，匹配环210包括：主体部分211；主体部分211上的第二矩形块B和第三矩形块C的连接处设置有水平方向的第一延伸部212；主体部分211的第一矩形块A和第二矩形块B的连接处设置有与第一延伸部212平行的第二延伸部213；第一延伸部与第二延伸部的另一端则分别由匹配环的第一垂直臂214的上端和下端连接，第一垂直壁214垂直于第一延伸部212和第二延伸部213；匹配环的主体部分211、第一延伸部212、第一垂直臂214以及第二延伸部213依次连接成环。

在一些实施例中，如图4所示，匹配环的主体部分211由第一矩形块A、第二矩形块B和第三矩形块C三个矩形块组成，其中，第一矩形块A的宽度设置为7.60mm,长度设置为13.94mm；第二矩形块B的宽度设置为21.50mm,长度设置为15.88mm；第三矩形块C的宽度设置为4.56mm,长度设置为20.11mm。所述第三矩形块C上设置有一个呈长圆孔形状的开槽2111；所述长圆孔形状的开槽2111的圆角的圆弧半径均设置为0.40mm。第一垂直臂214宽度设置为20.5mm，长度设置为1.00mm。第一延伸部212的宽度设置为3.00mm，长度设置为6.12mm。第二延伸部213的宽度设置为1.00mm，长度设置为10.35mm。

在一些实施例中，如图5所示，震动臂220上依次序设置有第一垂直微带线221、第一水平微带线222、第二垂直微带线223、第二水平微带线224、第一矩形微带线225、第三垂直微带线226、第一梯形微带线227以及第二矩形微带线228。

其中，第二水平微带线224的右侧与第一矩形微带线225的左下端连接，第二水平微带线垂直于第一矩形微带线的左边。第三垂直微带线226的上端与第一矩形微带线225的右下端连接，第三垂直微带线垂直于第一矩形微带线的下边。第一垂直微带线221与匹配环的第一延伸部212连接。

在一些实施例中，如图5所示，所述震动臂220上设置有2个U型槽；其中第一U型槽2201为水平U型槽，第二U型槽2202为垂直U型槽；所述第一U型槽2201的底部为所述第一垂直微带线221，所述第一U型槽的上侧为所述第一水平微带线222，所述第一U型槽的下侧为所述匹配环的第一延伸部212。所述第二U型槽2202的底部为所述第二水平微带线224，所述第二U型槽的左侧为所述第二垂直微带线223，所述第二U型槽的右侧为所述第一矩形块225。所述第一U型槽2201和第二U型槽2202的圆角的圆弧半径均设置为0.40mm。

在一些实施例中，如图5所示，所述震动臂上：第一垂直微带线221的宽度设置为2.30mm,长度设置为1.00mm。第二垂直微带线223的宽度设置为9.63mm,长度设置为1.00mm。第三垂直微带线226的宽度设置为17.48mm,长度设置为0.64mm。第一水平微带线222的宽度设置为1.00mm,长度设置为5.03mm。第二水平微带线224的宽度设置为1.00mm,长度设置为1.00mm。第一矩形微带线225的宽度设置为9.63mm,长度设置为10.00mm。第二矩形微带线228的宽度设置为2.50mm,长度设置为7.00mm。第一梯形块227的上底设置为0.64mm,下底设置为5.44mm，高设置为4.78mm。

在一些实施例中，如图6所示，匹配环210的第二延伸部213的下端，即芯片绑定位置，设置有2根防拆检测线231和232；所述防拆检测线231和232的宽度均设置为0.70mm，长度可自由设计。防拆检测线又称TT线，TT线一经剪断，读距数据就会发生变动，说明标签有动过手脚，即TT线具有报警功能。

在一些实施例中，防拆检测线231上设置有一个24KΩ的电阻2311，与此同时，防拆检测线232上设置有一个24KΩ的电阻2321。

在一些实施例中，所述电阻2311和2321起到消除静电，保护芯片的作用。因为静电的存在会对芯片造成损伤，静电可以穿透元器件内部的绝缘层，损毁CMOS元器件的栅极，导致CMOS元器件的触发器锁死等；静电还可能导致有源器件内部的焊接线或铝线融化。

本实用新型实施例提供的天线，可以方便的通过调整天线结构调整标签阻抗，比如调整匹配环大小、匹配环上的开槽的大小以及振荡臂上的U形槽的深度，使标签天线阻抗与芯片阻抗匹配，减少回波损耗和增强标签效率以确保标签能够在较远的距离被读取。

本实用新型实施例还进一步提供了应用以上实施例提供的RFID标签的RFID标签金属货物容器，RFID标签连接固定于金属货物容器上，可以是焊接式、连接式、磁贴式等任何固定连接形式。

在一些实施例中，RFID标签金属货物容器为装配有RFID标签的集装箱。

当然，基于以上实施例提供的集装箱的应用场景，本领域技术人员还可以将以上实施例提供的RFID标签应用于其他类似的金属货物容器而不限于RFID标签集装箱。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；在本实用新型的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本实用新型的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种天线，其特征在于，

所述天线包括：匹配环以及设置在匹配环一侧的震动臂；

所述震动臂具有至少两个弯折，以形成至少两个U型槽；

所述匹配环中开设有至少一个呈长圆孔形状的开槽；

所述天线为铜箔金属天线。

2.如权利要求1所述的天线，其特征在于，

所述匹配环包括：

主体部分；

所述主体部分由第一矩形块、第二矩形块和第三矩形块三个矩形块组成；

所述主体部分的第二矩形块和第三矩形块的连接处设置有水平方向的第一延伸部；

所述主体部分的第一矩形块和第二矩形块的连接处设置有与第一延伸部平行的第二延伸部；

所述第一延伸部与所述第二延伸部的另一端则分别由匹配环的第一垂直臂的上端和下端连接，所述第一垂直壁垂直于第一延伸部和第二延伸部；

所述匹配环的主体部分、第一延伸部、第一垂直臂以及第二延伸部依次连接成环；

其中，所述匹配环的主体部分的第三矩形块上设置有一个呈长圆孔形状的开槽，所述长圆孔形状的开槽的圆角的圆弧半径均设置为0.40mm。

3.如权利要求2所述的天线，其特征在于，

所述震动臂上依次序设置有第一垂直微带线、第一水平微带线、第二垂直微带线、第二水平微带线、第一矩形微带线、第三垂直微带线、第一梯形微带线以及第二矩形微带线；

其中，

所述第二水平微带线的右侧与所述第一矩形微带线的左下端连接；

所述第三垂直微带线的上端与所述第一矩形微带线的右下端连接；

所述第一垂直微带线与所述匹配环的第一延伸部连接。

4.如权利要求3所述的天线，其特征在于，

所述震动臂上设置有2个U型槽；

其中第一U型槽为水平U型槽，第二U型槽为垂直U型槽；

所述第一U型槽的底部为所述第一垂直微带线，所述第一U型槽的上侧为所述第一水平微带线，所述第一U型槽的下侧为所述匹配环的第一延伸部；

所述第二U型槽的底部为所述第二水平微带线，所述第二U型槽的左侧为所述第二垂直微带线，所述第二U型槽的右侧为所述第一矩形微带线；

所述第一U型槽和第二U型槽的圆角的圆弧半径均设置为0.40mm。

5.如权利要求4所述的天线，其特征在于，

所述匹配环的主体上的第一矩形块的宽度设置为7.60mm,长度设置为13.94mm；第二矩形块的宽度设置为21.50mm,长度设置为15.88mm；第三矩形块的宽度设置为4.56mm,长度设置为20.11mm；

所述匹配环的第一垂直臂宽度设置为20.5mm，长度设置为1.00mm；

所述匹配环的第一延伸部的宽度设置为3.00mm，长度设置为6.12mm；

所述匹配环的第二延伸部的宽度设置为1.00mm，长度设置为10.35mm；

所述震动臂上：

所述第一垂直微带线的宽度设置为2.30mm,长度设置为1.00mm；

所述第二垂直微带线的宽度设置为9.63mm,长度设置为1.00mm；

所述第三垂直微带线的宽度设置为17.48mm,长度设置为0.64mm；

所述第一水平微带线的宽度设置为1.00mm,长度设置为5.03mm；

所述第二水平微带线的宽度设置为1.00mm,长度设置为1.00mm；

所述第一矩形微带线的宽度设置为9.63mm,长度设置为10.00mm；

所述第二矩形微带线的宽度设置为2.50mm,长度设置为7.00mm；

所述第一梯形微带线的上底设置为0.64mm,下底设置为5.44mm，高设置为4.78mm。

6.如权利要求5所述的天线，其特征在于，所述匹配环的第二延伸部下端，设置有2根防拆检测线；

所述防拆检测线的宽度为0.70mm；

所述防拆检测线上各设置有一个24KΩ的电阻。

7.一种RFID标签，其特征在于，所述RFID标签包括：塑料壳、天线中间件和金属固定部件；

所述塑料壳设置成盒状，内部设置有凹槽；

所述塑料壳设置有自锁装置；

所述天线中间件紧贴在所述凹槽内；

所述金属固定部件一端穿过所述塑料壳，另一端用于与RFID标签所代表的物体连接。

8.如权利要求7所述的RFID标签，其特征在于，

所述天线中间件包括：芯片、基材以及如权利要求1-6任一项所述的天线；

所述天线和芯片附着于基材表面，并通过金属引线连接。

9.如权利要求8所述的RFID标签，其特征在于，所述芯片为绑定芯片；所述基材为FR4基材。

10.一种金属货物容器，其特征在于，所述金属货物容器上装配有权利要求7-9的RFID标签。

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