CN219016999U

CN219016999U - 一种提升短边性能的电子标签结构

Info

Publication number: CN219016999U
Application number: CN202222549801.6U
Authority: CN
Inventors: 孙劲松
Original assignee: Yongdao Radio Frequency Technology Co ltd
Current assignee: Yongdao Radio Frequency Technology Co ltd
Priority date: 2022-09-26
Filing date: 2022-09-26
Publication date: 2023-05-12
Anticipated expiration: 2032-09-26

Abstract

本实用新型属于电子标签技术领域，尤其涉及一种提升短边性能的电子标签结构。其包括：芯片、匹配电路及辐射端子；匹配电路与芯片的电容谐振连接，以与芯片组成闭合的环形电路；四路辐射端子阵列排布，四路辐射端子分两组分别耦合于匹配电路两侧，两耦合点距离芯片的路径距离不相同，两耦合点以环形电路的中心呈中心对称。本实用新型用于解决电子标签短边性能差的问题。

Description

一种提升短边性能的电子标签结构

技术领域

本实用新型属于电子标签技术领域，尤其涉及一种提升短边性能的电子标签结构。

背景技术

在UHF频段无源RFID系统中，通常使用的标签天线为“半波偶极子”天线。在传统设计方案中，“半波偶极子”天线一般变形为“弯折偶极子”或“折合偶极子”。变形后的设计比“半波偶极子”缩减了天线尺寸，提升了阻抗匹配度。使用“线极化接收天线”验证电子标签方向性时可以发现，传统设计方案做出的天线在“长边轨迹上”性能良好，“短边轨迹上”性能较差，如图3、4所示。

其中，极化是指在最大辐射方向上辐射电波的极化，最大辐射方向也称为主极化。天线辐射远场的电场矢量如果除了在所需方向上的运动外，还在其正交方向上存在分量，该正交方向就称为交叉极化。

当接收天线的极化方向和“来波”的极化方向不同时，天线接收“来波”的能量将会损失。当接收天线的极化方向和“来波”的极化方向完全正交时，接收天线也就完全接收不到“来波”的能量，这时称“来波”与接收天线极化是隔离的。

传统方案中的设计的“标签天线”，其“长边方向”为主极化方向，“短边方向”为交叉极化方向。“线极化接收天线”平行于短边时，和“标签天线”的极化方向完全正交(处于极化隔离)，而“标签天线”的交叉极化方向性能又很差，所以导致在“短边方向的轨迹上”完全无法通信。

实用新型内容

本申请实施例要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种提升短边性能的电子标签结构，用于解决电子标签短边性能差的问题。

本申请实施例解决上述技术问题的技术方案如下：一种提升短边性能的电子标签结构，其包括：芯片；

匹配电路，与所述芯片的电容谐振连接，以与所述芯片组成闭合的环形电路；

四路辐射端子，四路所述辐射端子阵列排布，四路所述辐射端子分两组分别耦合于所述匹配电路两侧，两耦合点距离所述芯片的路径距离不相同，两耦合点以所述环形电路的中心呈中心对称。

相较于现有技术，以上技术方案具有如下有益效果：

通过长度不同的馈线连接四路辐射端子，四路辐射端子的远端信号存在相位差，能量叠加后使得辐射信号在“长边方向”和“短边”上均有电流分量。接收天线在射频标签的各方向上具有正向的极化效应，补齐了短边性能短板。

进一步地，每组中远离耦合点的所述辐射端子通过一平面相位差位线连接该耦合点，四个所述辐射端子距离所述芯片的路径距离均不相同。

进一步地，每一所述辐射端子距离所述芯片的路径距离逐步增加。

进一步地，每组中两所述辐射端子间隔设置。

进一步地，每组中两所述辐射端子的间距设置为L1，其中，L1≥4mm。

每组的两辐射端子的间距设置为L1，L1的范围设置为大于等于4mm，由于每侧边的两辐射端子间存在互耦效应，为降低两端子间的效应值，将两端子的间距L1设置为不小于4mm，以保证实际使用效果。

进一步地，所述环形电路为矩形环形电路，每边所述环形电路的长度均为L3，所述平面相位差位线的长度为L4，其中，L4＞L3/2。

进一步地，所述辐射端子的长度设置为L5，满足以下条件：L5＝C/(8*F)；

其中，C为光速，F为辐射端子的初始谐振频率。

附图说明

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

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为本实用新型的尺寸标注示意图。

图3为现有技术中弯折偶极子的性能效果图。

图4为现有技术中折合偶极子的性能效果图。

图5为本实用新型的性能效果图。

附图标记：

100、芯片；

201-204、辐射端子；

300、匹配电路；

401-402、耦合点；

500、平面相位差位线；

600、基材。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”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”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1、2所示，本实用新型实施例所提供的一种提升短边性能的电子标签结构，其包括：芯片100、与芯片连接的匹配电路300及四路辐射端子，芯片用于解调输入信号，调制反向散射信号，实现数据分析处理及存储；该芯片可使用Impinj公司的MonzaR6或者NXP公司的UCODE8等，芯片、匹配电路及四路辐射端子等上述部件均承载在基材600上，为了确保标签的性能，介质损耗角正切值小于或等于预定值，基材600材质可以选择纸，PET，FR4，陶瓷等。

其中，匹配电路300与所述芯片100的电容谐振连接，以与所述芯片组成闭合的环形电路，匹配电路用于向芯片提供信号及能量；

具体地，如图2所示，所述环形电路为矩形环形电路，每边所述环形电路的长度均为L3，L3的具体尺寸和形状由芯片的阻抗决定，在形状确定时，“芯片使用MonzaR6时L3的尺寸”＜“芯片使用UCODE8时L3的尺寸”。

四路辐射端子，分别为辐射端子201、辐射端子202、辐射端子203、辐射端子204，均用于接收或辐射能量，实现长距离通信，四路所述辐射端子阵列排布，四路所述辐射端子分两组分别耦合于所述匹配电路两侧，两耦合点距离所述芯片的路径距离不相同，两耦合点以所述环形电路的中心呈中心对称。

如图5所示，通过长度不同的馈线连接四路辐射端子，四路辐射端子的远端信号存在相位差，能量叠加后使得辐射信号在“长边方向”和“短边”上均有电流分量。接收天线在电子标签的各方向上具有正向的极化效应，补齐了短边性能短板。

具体地，每组中远离耦合点的所述辐射端子通过一平面相位差位线500连接该耦合点，使得四个所述辐射端子距离所述芯片的路径距离均不相同。

其中，路径距离为辐射端子通过耦合点与芯片连接之间的匹配电路行经过的路径的距离，如图1所示，位于匹配电路右侧上方的辐射端子202的路径距离大致为从耦合点402至芯片100的沿匹配电路行经的距离；位于匹配电路右侧下方的辐射端子204的路径距离大致为从耦合点402至芯片100的沿匹配电路行经的距离，加上连接耦合点402与辐射端子204的平面相位差位线500的长度总和距离。

进一步地，每一所述辐射端子距离所述芯片的路径距离逐步增加，以保证“长边”和“短边”上的电流分量分布均匀，保证各方向上的正向极化效应。

其中，所述平面相位差位线的长度为L4，其中，L4＞L3/2。

本实施例中，每组中两所述辐射端子间隔设置；每组中两所述辐射端子的间距设置为L1，其中，L1≥4mm。

如图2所示，由于每侧边的两辐射端子间存在互耦效应，为降低两辐射端子间的效应值，将辐射端子201和辐射端子203，及辐射端子202和辐射端子204的间距L1设置为不小于4mm，以保证实际使用效果。

所述辐射端子的长度设置为L5，L5满足以下条件：L5＝C/(8*F)；

其中，C为光速，F为辐射端子的初始谐振频率。

为了辐射端子的初始谐振频点F约为1000MHz，L5典型值为37.5mm左右。在使用弯折曲线时，L5总长度略大于37.5mm。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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

1.一种提升短边性能的电子标签结构，其特征在于，包括：芯片；

2.根据权利要求1所述的电子标签结构，其特征在于，每组中远离耦合点的所述辐射端子通过一平面相位差位线连接该耦合点，四个所述辐射端子距离所述芯片的路径距离均不相同。

3.根据权利要求2所述的电子标签结构，其特征在于，每一所述辐射端子距离所述芯片的路径距离逐步增加。

4.根据权利要求1所述的电子标签结构，其特征在于，每组中两所述辐射端子间隔设置。

5.根据权利要求4所述的电子标签结构，其特征在于，每组中两所述辐射端子的间距设置为L1，其中，L1≥4mm。

6.根据权利要求2所述的电子标签结构，其特征在于，所述环形电路为矩形环形电路，每边所述环形电路的长度均为L3，所述平面相位差位线的长度为L4，其中，L4＞L3/2。

7.根据权利要求1所述的电子标签结构，其特征在于，所述辐射端子的长度设置为L5，满足以下条件：L5＝C/(8*F)；

其中，C为光速，F为辐射端子的初始谐振频率。