CN217655540U - 一种基于rfid的uhf双频陶瓷电子标签 - Google Patents

Abstract

一种基于RFID的UHF双频陶瓷电子标签，包括介质陶瓷块、设置于介质陶瓷块的上表面的上电极、设置于介质陶瓷块的上表面的第一馈线电极、设置于介质陶瓷块的一个侧面上且与第一馈线电极电连接的第二馈线电极、设置于介质陶瓷块的下表面且与第二馈线电极电连接的下电极，以及跨接于上电极与第一馈线电极之间的标签芯片；上电极朝向第一馈线电极的一侧开设有缺口，第一馈线电极位于缺口中且与上电极之间设置有第一间隙；上电极作为辐射电极，下电极作为接地电极。如此能够同时应用于两个频段、在金属环境下搭配合适的读写器工作距离可以达10m以上，且通过调整辐射电极的长、宽尺寸即可方便地调整标签的双频中心频率，操作简便，非常利于集装箱管理、制造推车管理等金属环境下推广应用。

Description

一种基于RFID的UHF双频陶瓷电子标签

技术领域

本实用新型涉及技术领域，特别是一种基于RFID的UHF双频陶瓷电子标签。

背景技术

RFID，即Radio Frequency Identification射频识别技术，是一种非接触式的自动识别技术，通过无线射频方式进行非接触双向数据通信，对电子标签进行读写，从而完成读写器与标签之间的数据通信，实现识别目标与数据交换的目的。根据标签频率高低，RFID标签可划分为低频(LF)标签、高频(HF)标签、超高频(UHF)标签及微波标签。

近年来抗金属电子标签需求日益增多，主要应用在集装箱管理、生产制造推车管理、模具管理等领域，陶瓷电子标签是抗金属标签的首选。但是在超高频频段(UHF)，各国RFID使用的频段大不相同，比如美国902MHz-928MHz，欧洲865MHz-868MHz，中国920MHz-925MHz、澳大利亚918-926MHz等，若读写器需要同时使用UHF频段中心频率相距较远的任一两个频段，就需要两个对应频段的电子标签，增加成本和操作不方便。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种能够同时应用于两个频段、在金属环境下搭配合适的读写器工作距离可以达10m以上，且通过调整辐射电极的长、宽尺寸即可方便地调整标签的双频中心频率，操作简便，非常利于集装箱管理、制造推车管理等金属环境下推广应用的基于RFID的UHF双频陶瓷电子标签，以解决上述问题。

一种基于RFID的UHF双频陶瓷电子标签，包括一块长方体或立方体的介质陶瓷块、设置于介质陶瓷块的上表面的上电极、设置于介质陶瓷块的上表面且与上电极间隔设置的第一馈线电极、设置于介质陶瓷块的一个侧面上且与第一馈线电极电连接的第二馈线电极、设置于介质陶瓷块的下表面且与第二馈线电极电连接的下电极，以及跨接于上电极与第一馈线电极之间的标签芯片；上电极朝向第一馈线电极的一侧开设有缺口，第一馈线电极位于缺口中且与上电极之间设置有第一间隙；上电极作为辐射电极，下电极作为接地电极。

进一步地，所述上电极于第一馈线电极的至少一侧突出设置有第一突出部，第一馈线电极朝向第一突出部的一侧突出设置有第二突出部，第一突出部与第二突出部之间设置有第二间隙。

进一步地，所述第二间隙的宽度小于第一间隙的宽度。

进一步地，所述标签芯片的一侧的引脚与第一突出部电连接，标签芯片的另一侧的引脚与第二突出部电连接。

进一步地，所述第一馈线电极与第二馈线电极之间形成的夹角为90度。

进一步地，所述介质陶瓷块的上表面及下表面为长方形或正方形。

进一步地，所述上电极的形状为U形。

进一步地，所述介质陶瓷块的介电常数为6～160。

进一步地，所述上电极延伸至介质陶瓷块的任意一个或多个侧面上。

与现有技术相比，本实用新型的基于RFID的UHF双频陶瓷电子标签包括一块长方体或立方体的介质陶瓷块、设置于介质陶瓷块的上表面的上电极、设置于介质陶瓷块的上表面且与上电极间隔设置的第一馈线电极、设置于介质陶瓷块的一个侧面上且与第一馈线电极电连接的第二馈线电极、设置于介质陶瓷块的下表面且与第二馈线电极电连接的下电极，以及跨接于上电极与第一馈线电极之间的标签芯片；上电极朝向第一馈线电极的一侧开设有缺口，第一馈线电极位于缺口中且与上电极之间设置有第一间隙；上电极作为辐射电极，下电极作为接地电极。如此能够同时应用于两个频段、在金属环境下搭配合适的读写器工作距离可以达10m以上，且通过调整辐射电极的长、宽尺寸即可方便地调整标签的双频中心频率，操作简便，非常利于集装箱管理、制造推车管理等金属环境下推广应用。

附图说明

以下结合附图描述本实用新型的实施例，其中：

图1为本实用新型提供的基于RFID的UHF双频陶瓷电子标签的立体示意图。

图2为本实用新型提供的基于RFID的UHF双频陶瓷电子标签的俯视图。

图3为本实用新型提供的基于RFID的UHF双频陶瓷电子标签在金属表面上的工作测试图(双极化双频工作模式)。

图4为本实用新型提供的基于RFID的UHF双频陶瓷电子标签在非金属表面上的工作测试图(双极化双频工作模式)。

图5为本实用新型提供的基于RFID的UHF双频陶瓷电子标签在在金属表面上的工作测试图(单极化双频工作模式)。

具体实施方式

以下基于附图对本实用新型的具体实施例进行进一步详细说明。应当理解的是，此处对本实用新型实施例的说明并不用于限定本实用新型的保护范围。

请参考图1，本实用新型提供的基于RFID的UHF双频陶瓷电子标签包括一块长方体或立方体的介质陶瓷块1、设置于介质陶瓷块1的上表面的上电极2、设置于介质陶瓷块1的上表面且与上电极2间隔设置的第一馈线电极3、设置于介质陶瓷块1的一个侧面上且与第一馈线电极3电连接的第二馈线电极4、设置于介质陶瓷块1的下表面且与第二馈线电极4电连接的下电极6，以及跨接于上电极2与第一馈线电极3之间的标签芯片7。

上电极2朝向第一馈线电极3的一侧开设有缺口21，如此使得上电极2的形状为U形。第一馈线电极3位于缺口21中且与上电极2之间设置有U型的第一间隙211。

本实施方式中，上电极2于第一馈线电极3的至少一侧突出设置有第一突出部22，第一馈线电极3朝向第一突出部22的一侧突出设置有第二突出部31，第一突出部22与第二突出部31之间设置有第二间隙5。第二间隙5的宽度小于U型的第一间隙211的宽度。标签芯片7的一侧的引脚与第一突出部22电连接，标签芯片7的另一侧的引脚与第二突出部31电连接。

本实施方式中，第一馈线电极3朝向U型的第一间隙211一侧设置有第二突出部31，上电极2朝向第二突出部31的一侧突出设置有第一突出部22，第一突出部22与第二突出部31之间设置有第二间隙5。第二间隙5的宽度小于第一间隙211的宽度。标签芯片7的一侧的引脚与第一突出部22电连接，标签芯片7的另一侧的引脚与第二突出部31电连接。

第一馈线电极3与第二馈线电极4之间形成的夹角为90度。

上电极2作为电子标签的天线的辐射电极，下电极6作为电子标签的天线的接地电极。

介质陶瓷块1的上表面及下表面可以为长方形，也可以为正方形。

介质陶瓷块1由介电常数为6～160的微波介质陶瓷制作，例如BaO-PbO-Nd2O3-TiO2系列微波材料或CaO-Li2O-Ln2O3-TiO2系列微波材料。

请参考图2，上电极2具有第一对角线方向X及第二对角线方向Y，第一对角线方向X及第二对角线方向Y分别为其主极化方向。如此对应形成X轴极化天线及Y轴极化天线。

通过调整U型的上电极2的尺寸、第二间隙5的位置，可以实现电子标签的天线工作时的两个频率与标签芯片7的阻抗共轭匹配。

其中U型的上电极2长度和宽度分别影响电子标签工作时的两个频率，可以根据需要调整上电极2长度和宽度，使电子标签的双频中心频率飘移到需求的频段上。

其他实施方式中，上电极2可以根据频段中心频率的需要延伸至任一或多个侧面上。

以下为基于RFID的UHF双频陶瓷电子标签的一种可以选择的实施方案，双频频率为目前RFID应用较多的美国频段(902MHz-928MHz)和欧洲频段(865MHz-868MHz)：

介质陶瓷块1的尺寸为：19×19×4mm；

介质陶瓷块1的陶瓷材料介电常数：91.5；

标签芯片7的型号为：Alien H3；

应用的金属地板尺寸为：150×120mm；

采用3.28W EIRP的阅读器发射功率，阅读器天线为线极化且极化方向与天线的极化方向一致时，工作距离如图3所示。(注：金属地板和标签视作一个整体，当改变标签方向时，金属地板与标签同步旋转。)

如果阅读器天线线极化方向沿X轴方向，将得到图3中m1曲线所示的工作距离，其峰值出现在美国频段。如果阅读器天线线极化方向沿Y轴方向，将得到图3中m2曲线所示的工作距离，其峰值出现在欧洲频段。

如图3所示，在金属表面，如金属地板的测试环境下，美国频段和欧洲频段之间存在一个工作距离较短的隔离带，这种基于RFID的UHF双频陶瓷电子标签实现了双频双极化工作，且可在金属环境下使用，工作距离达12m。

图4为基于RFID的UHF双频陶瓷电子标签在非金属表面工作测试图，显然非金属环境下工作距离明显下降，这种基于RFID的UHF双频陶瓷电子标签更适用于金属环境下使用。这种工作模式提供了两个阅读距离峰值，且两个阅读距离峰值不同时出现，即要求阅读器天线为线极化、且阅读器线极化方向与标签对应的极化方向一致，即可得到相应的工作距离峰值。

另外，本实用新型基于RFID的UHF双频陶瓷电子标签亦可实现单极化双频工作模式，这种工作模式亦可获得两个工作距离峰值。当阅读器天线为线极化时，标签中心线与阅读器天线线极化方向的夹角为0度或者90度，可以获得美国频段的工作距离峰值和欧洲频段的工作距离峰值，如图5所示，美国频段和欧洲频段之间存在一个工作距离较短的隔离带。当阅读器天线为圆极化时，则对标签中心线与阅读器线极化方向的夹角没有特殊要求。

与现有技术相比，本实用新型的基于RFID的UHF双频陶瓷电子标签包括一块长方体或立方体的介质陶瓷块1、设置于介质陶瓷块1的上表面的上电极2、设置于介质陶瓷块1的上表面且与上电极2间隔设置的第一馈线电极3、设置于介质陶瓷块1的一个侧面上且与第一馈线电极3电连接的第二馈线电极4、设置于介质陶瓷块1的下表面且与第二馈线电极4电连接的下电极6，以及跨接于上电极2与第一馈线电极3之间的标签芯片7；上电极2朝向第一馈线电极3的一侧开设有缺口21，第一馈线电极3位于缺口21中且与上电极2之间设置有第一间隙；上电极2作为辐射电极，下电极6作为接地电极。如此能够同时应用于两个频段、在金属环境下搭配合适的读写器工作距离可以达10m以上，且通过调整辐射电极的长、宽尺寸即可方便地调整标签的双频中心频率，操作简便，非常利于集装箱管理、制造推车管理等金属环境下推广应用。

以上仅为本实用新型的较佳实施例，并不用于局限本实用新型的保护范围，任何在本实用新型精神内的修改、等同替换或改进等，都涵盖在本实用新型的权利要求范围内。

Claims (9)

1.一种基于RFID的UHF双频陶瓷电子标签，其特征在于：包括一块长方体或立方体的介质陶瓷块、设置于介质陶瓷块的上表面的上电极、设置于介质陶瓷块的上表面且与上电极间隔设置的第一馈线电极、设置于介质陶瓷块的一个侧面上且与第一馈线电极电连接的第二馈线电极、设置于介质陶瓷块的下表面且与第二馈线电极电连接的下电极，以及跨接于上电极与第一馈线电极之间的标签芯片；上电极朝向第一馈线电极的一侧开设有缺口，第一馈线电极位于缺口中且与上电极之间设置有第一间隙；上电极作为辐射电极，下电极作为接地电极。

2.如权利要求1所述的基于RFID的UHF双频陶瓷电子标签，其特征在于：所述上电极于第一馈线电极的至少一侧突出设置有第一突出部，第一馈线电极朝向第一突出部的一侧突出设置有第二突出部，第一突出部与第二突出部之间设置有第二间隙。

3.如权利要求2所述的基于RFID的UHF双频陶瓷电子标签，其特征在于：所述第二间隙的宽度小于第一间隙的宽度。

4.如权利要求2所述的基于RFID的UHF双频陶瓷电子标签，其特征在于：所述标签芯片的一侧的引脚与第一突出部电连接，标签芯片的另一侧的引脚与第二突出部电连接。

5.如权利要求1所述的基于RFID的UHF双频陶瓷电子标签，其特征在于：所述第一馈线电极与第二馈线电极之间形成的夹角为90度。

6.如权利要求1所述的基于RFID的UHF双频陶瓷电子标签，其特征在于：所述介质陶瓷块的上表面及下表面为长方形或正方形。

7.如权利要求1所述的基于RFID的UHF双频陶瓷电子标签，其特征在于：所述上电极的形状为U形。

8.如权利要求1所述的基于RFID的UHF双频陶瓷电子标签，其特征在于：所述介质陶瓷块的介电常数为6～160。

9.如权利要求1所述的基于RFID的UHF双频陶瓷电子标签，其特征在于：所述上电极延伸至介质陶瓷块的任意一个或多个侧面上。

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