JP3213599U - 長距離無線周波数抗金属識別タグ - Google Patents
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Abstract
【課題】長距離無線周波数抗金属識別タグを提供する。【解決手段】絶縁隔離板片10の底表面11が金属物体表面に貼合され、電子タグ読取装置を採用し、第2アンテナ30上の無線周波数識別RFIDチップ40の識別コード読み取りを行う時、第1アンテナ20のスロット22及び金属物体表面の間は、該絶縁隔離板片の隔離形成する共振キャビティによって、共振キャビティ上に位置する第2アンテナに、第1アンテナが金属物体表面上に反射する電磁波信号により共振を発生させることができ、電磁波信号を無線周波数識別RFIDチップに伝達するか、無線周波数識別RFIDチップのフィードバック信号を発射させ、超高周波電子タグ構造全体が、電子タグ読取装置を使用したタグ上のID識別コードの読み取りに対して、簡単な構造で抗金属干渉及び長距離読取性能を達成する経済効果を増進する。【選択図】図1
Description
本考案は、経済効果に適合し、抗金属干渉及び長距離読取効果を達成する長距離無線周波数抗金属識別タグに関する。
無線周波数識別(Radio Frequency Identification,RFID)の技術は、工業オートメーション、商業オートメーション、交通運輸制御管理等の多くの分野に広く応用されている。益々多くの研究が超高周波(UHF)RFIDシステムに対して開始され、システムの遠距離、高効率、低コスト等の特性を実現する。RFIDが非接触式、低コスト、高セキュリティ、且つ大量生産時にコストが低いという利点を有することにより、既に徐々に従来の2次元バーコードに取って代わる趨勢がある。現在の市場において、無線周波数識別(RFID)は、普遍的に身分識別、ドアロック、車両管理、倉庫物流、小売、セキュリティ管理及び森林管理等の多くの分野に普遍的に応用されている。
一般のマイクロストリップ(microstrip)アンテナ自身は、狭い周波数帯域の欠陥があり、アンテナ設計に多くの制限を受け、大部分は、単一の周波数、且つ狭い周波数の応答に設計される。そのうち、超高周波電子タグが良く採用するのは、プリントアンテナであり、マイクロストリップアンテナにより、プリントダイポールが多く、且つこの種の構造は、主に一般の貨物、商品、書籍等の非金属媒体を採用した表面に応用されるが、金属環境、例えば、金属ラベル、自動車、車両ナンバープレート、電力施設等の分野に使用され、金属表面の構造を採用し、信号が反射されて信号受信の異常を招き易く、更には、作動、読み取りできない問題を招く。現在、幾つかの先進国は、金属表面電子タグ技術は、比較的成熟しており、物流中の各分野に広く応用されているが、その他の大部分の国家は、超高周波電子タグは、十分に普及しているが、金属表面の電子タグは非常に少なくなっている。従来の第I479735号「長距離無線周波数識別金属製品製造方法及び構造」の台湾考案特許は、金属製品自身の金属板材によって金属一次アンテナ本体とし、金属一次アンテナ本体に共振キャビティを設けて一次アンテナを構成し、更に破片接線を有する小さい寸法のマイクロストリップ環形ループ金属二次アンテナにより、電子タグモジュール上に調製後、金属一次アンテナ内の共振キャビティと適合する共振を貼合密封し、最後に金属一次アンテナ表面の干渉防止処理の結果によって、製造する金属無線周波数識別製品に、その内部の電子タグ(UHF RFID TAG)は、金属干渉を受けずに作動できるだけでなく、更に良好な状況に変化させることができ、10mの遠距離の読取及び発送を有効に達成する。上記特許は、電子タグが金属干渉を受け易い問題を解決し、信号の長距離読取及び発送の効果を得ることができるが、その金属一次アンテナの調製及び電子タグ貼付及び密封の加工工程は、複雑であり、相対的に製造コストが高く製品の普及率に影響を及ぼしている。
本考案の目的は、超高周波電子タグであり、少なくとも、絶縁隔離板片、第1アンテナ及び第2アンテナを含み、該絶縁隔離板片は、非導電材料で成型された板片であり、底表面及び上表面を有し、該第1アンテナは、該絶縁隔離板片の上表面上に被さり合う導電箔膜アンテナ面であり、側辺線に近接するスロットを有し、該スロットから該側辺線まで溝を開設し、該スロットの孔形の大きさ及び該溝の溝幅により、電磁波信号の検出周波数帯域/帯域幅及び検出フィールドタイプを調整でき、該第2アンテナは、該第1アンテナのスロット中に設置され、該絶縁隔離板片の上表面上を覆うループ回路導電箔膜アンテナであり、そのループ回路の両極端は、無線周波数識別RFIDチップに電気接続し、該絶縁隔離板片の底表面が金属物体表面に貼合され、電子タグ読取装置を採用し、第2アンテナ上の無線周波数識別RFIDチップの識別コード読み取りを行う時、該第1アンテナのスロット及び金属物体表面の間は、該絶縁隔離板片の隔離形成する共振キャビティによって、共振キャビティ上に位置する第2アンテナに、第1アンテナが金属物体表面上に反射する電磁波信号により共振を発生させることができ、電磁波信号を無線周波数識別RFIDチップに伝達するか、無線周波数識別RFIDチップのフィードバック信号を発射させ、超高周波電子タグ構造全体が、電子タグ読取装置を使用したタグ上のID識別コードの読み取りに対して、簡単な構造で抗金属干渉及び長距離読取性能を達成する経済効果を増進する、長距離無線周波数抗金属識別タグを提供することにある。
本考案のもう1つの目的は、前記第1アンテナ及び該第2アンテナは、絶縁基材薄片上に共に成型され、該絶縁基材薄片により該絶縁隔離板片の上表面上に貼合され、第1、第2アンテナに安定して絶縁隔離板片の上表面上で被せ合わせを完成させ、且つ上記絶縁基材薄片は、ポリマープラスチック薄片の表面上に第1アンテナ及び該第2アンテナを金属箔膜エッチング成型し、第1、第2アンテナを一般のPC回路板のラインプロセスにより簡単に製造を完成させることができる長距離無線周波数抗金属識別タグを提供することにある。
本考案のもう1つの目的は、前記絶縁隔離板片が可撓性絶縁材料で製作成型される板片であり、該絶縁隔離板片の可撓性により、超高周波電子タグに金属物体の屈曲弧形表面上において貼合使用させることができる長距離無線周波数抗金属識別タグを提供することにある。
本考案のもう1つの目的は、該第1アンテナのスロットは、凸形スロットであり、該第2アンテナの広スロット部及び狭スロット部を設置し、該狭スロット部から該側辺線の間は、該溝を開設し、第1アンテナの凸形スロット及び溝の溝幅が、金属物体表面電磁波信号を反射する時の検出フィールドタイプに合わせられること、及び電磁波信号が行う周波数帯域及び帯域幅に対する調整によって、超高周波電子タグを金属物体表面上に貼合して識別使用させることができ、使用の周波数帯域の範囲が高感度及び長距離の読み取り効果を達成することができる長距離無線周波数抗金属識別タグを提供することにある。
本考案のもう1つの目的は、該絶縁隔離板片の底表面上に一層の両面接着剤を設け、該両面接着剤上に剥離紙を設け、剥離紙を絶縁隔離板片の底表面上から剥離するだけで両面接着剤が各種物体表面に固定接着する作用により、超高周波電子タグを多種金属物体表面上で貼合使用させることができる長距離無線周波数抗金属識別タグを提供することにある。
本考案のもう1つの目的は、該絶縁隔離板片の底表面上に導電箔膜を設け、該第1アンテナのスロット及び該導電箔膜の間が該絶縁隔離板片の隔離によって直接共振キャビティを形成でき、該導電箔膜及び金属物体表面の接合又は接触によって、第1アンテナを導電箔膜上から電磁波信号を検出して共振を発生させることができ、超高周波電子タグが多種の異なる金属物体上に貼合し、何れも長距離読み取りの有効性を備えるように確保し、且つ上記導電箔膜の外表面上に一層の両面接着剤を設け、該両面接着剤上に剥離紙を設け、剥離紙を導電箔膜の外表面上から剥離するだけで、両面接着剤が物体上で接着固定性を有し、導電箔膜に金属物体表面に簡単に接合を完成させることができる長距離無線周波数抗金属識別タグを提供することにある。
本考案の長距離無線周波数抗金属識別タグは、超高周波電子タグであり、少なくとも、絶縁隔離板片、第1アンテナ及び第2アンテナを含み、該絶縁隔離板片は、非導電材料で成型された板片であり、底表面及び上表面を有し、該第1アンテナは、該絶縁隔離板片の上表面上に被さり合う導電箔膜アンテナ面であり、側辺線に近接するスロットを有し、該スロットから該側辺線まで溝を開設し、該スロットの孔形の大きさ及び該溝の溝幅により、電磁波信号の検出周波数帯域/帯域幅及び検出フィールドタイプを調整でき、
該第2アンテナは、該第1アンテナのスロット中に設置され、該絶縁隔離板片の上表面上を覆うループ回路導電箔膜アンテナであり、そのループ回路の両極端は、無線周波数識別RFIDチップに電気接続する。
該第2アンテナは、該第1アンテナのスロット中に設置され、該絶縁隔離板片の上表面上を覆うループ回路導電箔膜アンテナであり、そのループ回路の両極端は、無線周波数識別RFIDチップに電気接続する。
本考案の長距離無線周波数抗金属識別タグを提供は、該絶縁隔離板片の底表面が金属物体表面に貼合され、電子タグ読取装置を採用し、第2アンテナ上の無線周波数識別RFIDチップの識別コード読み取りを行う時、該第1アンテナのスロット及び金属物体表面の間は、該絶縁隔離板片の隔離形成する共振キャビティによって、共振キャビティ上に位置する第2アンテナに、第1アンテナが金属物体表面上に反射する電磁波信号により共振を発生させることができ、電磁波信号を無線周波数識別RFIDチップに伝達するか、無線周波数識別RFIDチップのフィードバック信号を発射させ、超高周波電子タグ構造全体が、電子タグ読取装置を使用したタグ上のID識別コードの読み取りに対して、簡単な構造で抗金属干渉及び長距離読取性能を達成する経済効果を増進する。
本考案は、上記目的を達成するため、図面に合わせて、以下に詳細に説明する。
長距離無線周波数抗金属識別タグは、図1、図2、図3、図4、図5のように、超高周波電子タグ(UHF TAG)であり、少なくとも、絶縁隔離板片10、第1アンテナ20及び第2アンテナ30を含み、該絶縁隔離板片10は、非金属の非導電材料で成型された板片であり、底表面11及び上表面12を有し、該第1アンテナ20は、該絶縁隔離板片10の上表面12上に被さり合う金属又は非金属の導電箔膜アンテナ面であり、側辺線21に近接するスロット22を有し、該スロット22から該側辺線21までの間は、溝23を開設し、該スロット22の孔形の大きさ及び該溝の溝幅により、電磁波信号の検出周波数帯域/帯域幅及び検出フィールドタイプを調整でき、該第2アンテナ30は、該第1アンテナ20のスロット22中に設置され(該第1アンテナ20と接触していない)、該絶縁隔離板片10の上表面12上を覆うループ回路の金属又は非金属の導電箔膜アンテナであり、そのループ回路の両極端は、無線周波数識別RFIDチップ40に電気接続し、図3、図7、図8のように、該絶縁隔離板片10の底表面11が金属物体50表面に貼合され、電子タグ読取装置60を採用し、第2アンテナ30上の無線周波数識別RFIDチップ40の識別コード読み取りを行う時、該第1アンテナ20のスロット及び金属物体50表面の間は、該絶縁隔離板片10の隔離形成する共振キャビティ70によって、共振キャビティ70上に位置する第2アンテナ30に、第1アンテナ20が金属物体50表面上に反射する電磁波信号により共振を発生させることができ、電磁波信号を無線周波数識別RFIDチップ40に伝達するか、無線周波数識別RFIDチップ40のフィードバック信号を発射させ、超高周波電子タグ構造全体が、電子タグ読取装置60を使用したタグ上のID識別コードの読み取りに対して、簡単な構造で抗金属干渉及び長距離読取性能を達成する経済効果を増進する。
上記実施例に基づき、図1、図4、図5のように、前記第1アンテナ20及び該第2アンテナ30は、絶縁基材薄片13上に共に成型され、該絶縁基材薄片13により該絶縁隔離板片10の上表面12上に貼合され、第1、第2アンテナ20、30に安定して(破損し難く)絶縁隔離板片10の上表面12上で被せ合わせを完成させ、図1、図4、図5のように、且つ上記絶縁基材薄片13は、ポリイミド(PI)又はポリエチレンテレフタレート(PET)であるポリマープラスチック薄片の表面上に第1アンテナ20及び該第2アンテナ30を銅又は金属箔膜エッチング成型し、第1、第2アンテナ20、30を一般のPC回路板のラインプロセスにより簡単に製造を完成させることができる。
上記実施例に基づき、図1、図2、図4、図5のように、前記絶縁隔離板片10が可撓性ポリマープラスチック絶縁材料又はゴム(例えば、シリコーン)で製作成型される板片であり、該絶縁隔離板片10の可撓性により、超高周波電子タグに金属物体の屈曲弧形表面上(図示せず)において貼合使用させることができる。
上記実施例に基づき、図1、図2、図3のように、該第1アンテナ20のスロット22は、凸形スロットであり、該第2アンテナ30の広スロット部220及び狭スロット部221を設置し、該狭スロット部221から該側辺線21の間は、該溝23を開設し、図3、図7、図8のように、第1アンテナ20の凸形スロット22及び溝23の溝幅が、金属物体50表面電磁波信号を反射する時の検出フィールドタイプに合わせられること、及び電磁波信号が行う周波数帯域及び帯域幅に対する調整によって、超高周波電子タグを金属物体50表面上に貼合して識別使用させることができ、使用の周波数帯域の範囲が高感度及び長距離の読み取り効果を達成することができる。即ち、複数の国家又は地域が何れも電子タグ(RFID TAG)の使用周波数帯域を規範し、例えば、台湾地区の使用周波数帯域は、920〜930MHzの間であり、上記超高周波電子タグの実施例の構造が金属物体表面上に貼合され、読み取り試験を行い、添付一の試験報告のように、フィンランドVoyntic Tagformance Lite Measurement System(UHF RFID)試験装置によって、800MHz〜1000MHzの周波数帯域で行う試験において、上記超高周波電子タグの実施例の構造がアルミ板表面上に貼合し、その有効な読み取りが13mに達することができることを実証し、本考案の超高周波電子タグが商業用途において、長い読み取り距離の優れた効果を備えることが明らかである。
上記実施例に基づき、図1、図2、図4、図5のように、該絶縁隔離板片10の底表面11上に一層の両面接着剤(図示せず)を設け、該両面接着剤上に剥離紙14を設け、図6、図7のように、剥離紙14を絶縁隔離板片10の底表面11上から剥離するだけで両面接着剤が各種物体表面に固定接着する作用により、超高周波電子タグを多種金属物体表面上で貼合使用させることができる。
上記実施例に基づき、図9、図10、図11のように、該絶縁隔離板片10の底表面11上に導電箔膜15(銅箔膜又はアルミ箔膜であることができる)を設け、該第1アンテナ20のスロット22及び該導電箔膜15の間が該絶縁隔離板片10の隔離によって直接共振キャビティ70Aを形成でき、図12のように、該導電箔膜15及び金属物体50表面の接合又は接触によって、第1アンテナ20を導電箔膜15上から電磁波信号を検出して共振を発生させることができ、超高周波電子タグが多種の異なる金属物体50上に貼合し、何れも長距離読み取りの有効性を備えるように確保し、図9、図10、図11のように、且つ上記導電箔膜15の外表面上に一層の両面接着剤(図示せず)を設け、該両面接着剤上に剥離紙14Aを設け、剥離紙14Aを導電箔膜15の外表面上から剥離するだけで(図6に相当)、両面接着剤が物体上で接着固定性を有し、図12のように、導電箔膜15に金属物体50表面に簡単に接合を完成させることができる。
続いて、本考案の検出方法を参考とする。
該サンプルは、UHF RFID TAGを測定したものであり、金属製品識別用TAGを用いる。被測定物の外観寸法は、以下である。
測定装置:フィンランドVoyantic Tagformance lite Measurement System (UHF RFID測定装置)
装置標準設定値: ISO 18000-6C 、Query 、F: 25 us DSB-ASK 、R: 40 kbps FM0、2W EIRP
掃引間隔 : 800MHz 〜 1000MHz
試験方法: Tagをアルミ板に貼付した試験
装置標準設定値: ISO 18000-6C 、Query 、F: 25 us DSB-ASK 、R: 40 kbps FM0、2W EIRP
掃引間隔 : 800MHz 〜 1000MHz
試験方法: Tagをアルミ板に貼付した試験
試験設置方式は、以下の図に示すとおりである。
anechoic chamber 電波暗室
measurement unit 計測ユニット
antenna アンテナ
Tag タグ
Wake Up ウェイクアップ
anechoic chamber 電波暗室
measurement unit 計測ユニット
antenna アンテナ
Tag タグ
Wake Up ウェイクアップ
上図の設置が完成した後、そのうち、被測定物及び標準アンテナの距離は、寸法及び推定読み取り距離は、10Mを超えると推測され、従って、試験距離の標準設定は、30cmであり、周波数応答曲線を得ることができ、試験結果は、以下のとおりである。
結論:
1.該装置は、UHF RFIDのチップタグのみを測定できているので、測定結果からUHF RFIDのチップを、採用することを得ることができる。
2.上記論的読み取り範囲前方(Theoretical read range forward)試験からに、該タグ測定有効読み取り距離最大値が約13mであると分かる(ISO 18000-6C,UHF RFID 周波数規範860MHz〜960MHz)。
1.該装置は、UHF RFIDのチップタグのみを測定できているので、測定結果からUHF RFIDのチップを、採用することを得ることができる。
2.上記論的読み取り範囲前方(Theoretical read range forward)試験からに、該タグ測定有効読み取り距離最大値が約13mであると分かる(ISO 18000-6C,UHF RFID 周波数規範860MHz〜960MHz)。
注釈:
等価等方輻射電力(英語:equivalent isotropically radiated power,EIRP)、又は実効等方的放射電力(英語:effective isotropically radiated power,EIRP)と称するものは、無線電機通信分野の1つのよく見られる概念であり、それが指すのは、衛星又は地上局の某指定方向上の輻射電力である。理想の状態において、アンプ送信電力にアンテナの増幅を乗算したものに等しく、対数方式で計算する時、EIRP=PT +Ga -Lcと表すことができ、単位は、dBwであり、そのうち、PTは、アンプ送信電力を表し、Gaは、アンテナの増幅を表し、Lcは、フィーダの損失を表す。例えば、2W EIRP=500mW+8dbi-2 db lossである。
Transmitted Power: 送信電力
Theoretical read range forward: 理論上の読み取り前方距離
Theoretical read range reverse:異なる送信電力において、タグが起動された後逆向きに散乱し、リーダアンテナがタグを読み取る最遠距離として定義する。
Backscattered power ( dBm ) vs Transmitted power: 測定ユニットが送信電力の大きさを調整し、タグを起動した後、逆向きに測定ユニットに散乱し返す電力の大きさとして定義する。
Power on tag reverse: 異なる送信電力において、タグが起動された後の逆向きの散乱電力値として定義する。
等価等方輻射電力(英語:equivalent isotropically radiated power,EIRP)、又は実効等方的放射電力(英語:effective isotropically radiated power,EIRP)と称するものは、無線電機通信分野の1つのよく見られる概念であり、それが指すのは、衛星又は地上局の某指定方向上の輻射電力である。理想の状態において、アンプ送信電力にアンテナの増幅を乗算したものに等しく、対数方式で計算する時、EIRP=PT +Ga -Lcと表すことができ、単位は、dBwであり、そのうち、PTは、アンプ送信電力を表し、Gaは、アンテナの増幅を表し、Lcは、フィーダの損失を表す。例えば、2W EIRP=500mW+8dbi-2 db lossである。
Transmitted Power: 送信電力
Theoretical read range forward: 理論上の読み取り前方距離
Theoretical read range reverse:異なる送信電力において、タグが起動された後逆向きに散乱し、リーダアンテナがタグを読み取る最遠距離として定義する。
Backscattered power ( dBm ) vs Transmitted power: 測定ユニットが送信電力の大きさを調整し、タグを起動した後、逆向きに測定ユニットに散乱し返す電力の大きさとして定義する。
Power on tag reverse: 異なる送信電力において、タグが起動された後の逆向きの散乱電力値として定義する。
なお、本考案では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本考案に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本考案の精神と領域を脱しない均等の範囲内で各種の変動や潤色を加えることができることは勿論である。
10 絶縁隔離板片
11 底表面
12 上表面
13 絶縁基材薄片
14、14A 剥離紙
15 導電箔膜
20 第1アンテナ
21 側辺線
22 スロット
220 広スロット部
221 狭スロット部
23 溝
30 第2アンテナ
40 無線周波数識別RFIDチップ
50 金属物体
60 電子タグ読取装置
70,70A 共振キャビティ
11 底表面
12 上表面
13 絶縁基材薄片
14、14A 剥離紙
15 導電箔膜
20 第1アンテナ
21 側辺線
22 スロット
220 広スロット部
221 狭スロット部
23 溝
30 第2アンテナ
40 無線周波数識別RFIDチップ
50 金属物体
60 電子タグ読取装置
70,70A 共振キャビティ
Claims (8)
- 超高周波電子タグであり、少なくとも、絶縁隔離板片、第1アンテナ及び第2アンテナを含み、
該絶縁隔離板片は、非導電材料で成型された板片であり、底表面及び上表面を有し、
該第1アンテナは、該絶縁隔離板片の上表面上に被さり合う導電箔膜アンテナ面であり、側辺線に近接するスロットを有し、該スロットから該側辺線まで溝を開設し、該スロットの孔形の大きさ及び該溝の溝幅により、電磁波信号の検出周波数帯域/帯域幅及び検出フィールドタイプを調整でき、
該第2アンテナは、該第1アンテナのスロット中に設置され、該絶縁隔離板片の上表面上を覆うループ回路導電箔膜アンテナであり、そのループ回路の両極端は、無線周波数識別RFIDチップに電気接続する、長距離無線周波数抗金属識別タグ。 - 前記第1アンテナ及び該第2アンテナは、絶縁基材薄片上に共に成型され、該絶縁基材薄片により該絶縁隔離板片の上表面上に貼合される請求項1に記載の長距離無線周波数抗金属識別タグ。
- 前記絶縁基材薄片は、ポリマープラスチック薄片の表面上に第1アンテナ及び該第2アンテナを金属箔膜エッチング成型する請求項2に記載の長距離無線周波数抗金属識別タグ。
- 前記絶縁隔離板片は、可撓性絶縁材料で製作成型される板片である請求項1に記載の長距離無線周波数抗金属識別タグ。
- 前記第1アンテナのスロットは、凸形スロットであり、該第2アンテナを設置する広スロット部及び狭スロット部を有し、該狭スロット部から該側辺線までの間に該溝を開設する請求項1に記載の長距離無線周波数抗金属識別タグ。
- 前記絶縁隔離板片の底表面に一層の両面接着剤を設け、該両面接着剤上に剥離紙を設ける請求項1に記載の長距離無線周波数抗金属識別タグ。
- 前記絶縁隔離板片の底表面上に導電箔膜を設ける請求項1に記載の長距離無線周波数抗金属識別タグ。
- 前記導電箔膜の外表面上に一層の表面接着剤を設け、該両面接着剤上に剥離紙を設ける請求項7に記載の長距離無線周波数抗金属識別タグ。
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CN110674912A (zh) * | 2019-09-18 | 2020-01-10 | 华中科技大学无锡研究院 | 铁基沉埋式抗金属超高频rfid标签 |
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CN110674912A (zh) * | 2019-09-18 | 2020-01-10 | 华中科技大学无锡研究院 | 铁基沉埋式抗金属超高频rfid标签 |
CN110674912B (zh) * | 2019-09-18 | 2023-09-05 | 华中科技大学无锡研究院 | 铁基沉埋式抗金属超高频rfid标签 |
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