TW200823467A - Method for contact-free testing of antennas applied to a material web - Google Patents

Description

200823467 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明關於一種用於免接觸測試施加於一卷材上之 RFID標籤之天線的方法。RFiD標籤不僅具有一天線，亦 具有一 RFID晶片以作為一主動或被動電路，其適用於例如 識別所有類型之物件，像是產品及運送封裝。在大量生產 物p口之封展識別中，特別一般僅提供單次使用之一 標

鐵’使得在這方面只需要特別低的生產成本。 【先前技術】 美國專利文件第6，147,662號描述一種用於產生RFID標 籤之方法，其中利用導電性墨水或導電性調色劑將一天線 壓印在-卷材上’及其中-RFID晶片隨後設定於該天線上 且與其接觸。該等RF_籤係在捲繞成-捲筒前先通過-測量裝置，使有缺陷之RFID標籤被確認及標記。特別是在 RFID標籤以丽範圍步員率（3〇〇麻至3_ mhz)操作之 情況中，高拒絕位準是可預見的，因為其結構通常很精 細。生產成本會因為一高拒絕位準而大幅增加，因為整個 R削標籤連同其天線與RFID晶片都被揀出及棄置。 由於此項背景’本發明係基於降低RFm標籤生產成本 之要務。 . 【發明内容】 根據本為明，此項要務係藉由一種用於免接觸測試施加 於一卷材上之RFID晶片之天線的方法達成，其㈣卷材且 有複數個天線’該複數個天線各具有至少一導電執道及非 123715.doc 200823467 接觸式連接器端，其通過一測量裝置，其中在各實例中 δ亥天線係通過該測量裝置區域内的該測量裝 一奸匕 、〈、、查指派 測量天線配置，其中該測量天線配置具有一由—發射器施 加至此處之高頻率信號^…，該信號係與該天線:一預2 工作頻率fA相關聯，其中從該測量天線配置返回之該高頻 率信號srtlck係經判定且與若干預設值相比較，及其中在各 實例中，係藉由該返回之高頻率信號8⑽與該個別天線之 預設值之比較而判定遵守生產容差。才艮據本發日月，天線之 檢查是在其與—RFID晶片接觸之前進行，且應被揀出之缺 陷天線並未具備—RFID晶片。再者，拒絕率之增加可以直 接偵測出來’即使是在RFID標籤天線之生產期間，而且生 產過程隨後可作調整或中斷。 根據本發明之方法係特別適用於其工作頻率在卿範圍 内之天線’因為在這些天線之例子中，由於精細結構之 應可預見會有一增加之拒絕位準，此對於使用一印刷 法大量生產之情況尤其如是，例如一凹版印刷法。 根據本發明’該測量裝置之該測量天線配置具有一由該 發射器施加至此處之高 〆 置癸射呵頻羊㈣’猎此藉由該測量天線配 置表射tr亥局頻率功率之立八 就此而古# 由該待測試之天線接收。 收高頻;功苡二:職生產容差内之待測試天線吸 置之連接器的高頻率夺f此將返回該測量天線配 之頻率f —手彳。唬礼…最小化之方式選擇該發射器 s之功"7° —方面’為判定被指派給射出高頻率信號

Omessl功孕’及另_ v 面，判定被指派給返回高頻率信號 1237I5.doc 200823467 W功率，在本發明之一較佳具體實施例中，其提供高 頻率^號smess係藉由-指向性麵合器從該發射器傳送至1 測量天線配置’藉此使該指向性耦合第二" ▲ 巧了 弟一測量信 唬，該第一測量信號係與作用 銮 大綠配置内之高頻 ^ x率Pvor成比例，及使該指向性耦合器發射一第二測量 信號’該第二測量信號係與由該測量天線配置反射^高^ 率功率IW成比例。實際上’在該發射器處饋入之功率對 由該測量配置反射回來之功率之比亦可用分貝㈣表示， 以作為前後比（front-to-back ratio)。 根據本發明之方法基本上可施加於任何所需之天線結 構，就其幾何形狀而f，若言亥測量天線配置適用於待測試 =天線’天線具實用性。根據本發明之方法特別適用於測 试形成為二導電軌道之偶極天線之天線，其各具有一連接 杰端。從中央連接器端起，具有大約相同長度之該等導電 執道延伸遠離彼此，就此而言，該天線之1作頻率^係由 其總長度判定，其總長度對應於大約一半之波長。為了測 4 些偶極天線，該測量天線配置之一分離測量天線較佳 提仏於忒等導電軌道之各執道，藉此使該測量天線配置具 力至此處之局頻率仏號smess，其頻率£_5大約對應 於該工作頻率fA之二倍。就此而f，在各實例中，頻率 fmess大約對應於各導電執道所預期共振頻率之二倍。若該 V電執道並無任何缺陷，例如以中斷之形式，則能量之一 最大值因為共振而從該測量天線抽回，因此從連接器線上 之"亥測里天線返回的高頻率信號Sriick亦減少。在一缺陷性 123715.doc 200823467 1 ==情況中，並無共振存在於頻率、處，因此返 產二’、功率Prflck之比例較大。就此而言，對於遵守生 奋差可以藉由例如一指向性耦合器及藉由—後择 器/評估邏輯判定該返回之高頻率信號W，個別天 從該前後比敎。為了確㈣等連接器、端區域内可能 現之紐路’歡之卫作頻率fA係依據該相同測量原 被施加於該測量天線配置。在一短路之情況中，相較於一 了:用之天線者’該反射之高頻率功率中有大幅增加。 右忒天線僅有-導電軌道，例如其可形成 :丨，常將該測量天線配置之一測量天線指派二路以 預同頻率域8_施加至此處，其頻率4…大約對應於 作頻率fA。如上所述，在-缺陷性天線之情況中， 相較於一可發揮功能之天線， - 察覺到。 口力羊中之大幅增加可被 由於天線之免接觸測試’故可達成一極高之產量。因 此，在本發明之—較佳具體實施例中，該卷材係以-超過 ^卡/秒’且較佳超過K6米/秒之平均卷材速度通過該測量 波置’y尤此而5，個別天線可用一恆定之卷材速度通過該 測量裝置之該測量天線配置，或用一藉由暫存輥配置調制 之卷材速度，例如無任何限制者。 在根據本發明方法之—較佳具體實施例中，提供該返回 之局頻率信號Sruck之至少5〇個，且較佳至少1〇〇個測量值 係針對該等天線之各天線而判定，且隨後予以平均。此外 或另者.，然而其亦可藉由電性測量電路之一對應組態（例 I23715.doc 200823467 如藉由濾波器）直接平滑及/或平均該信號。 經發現有缺陷之天線可以直接從該卷材移除，此在本發 月之杀構内，例如其可以藉由一壓印或一衝孔標記。再 者，也可以將該卷材上之缺陷天線位置以電子式儲存於一 控制益之記憶體内，藉此隨後在此項資訊之基礎上，則僅 有可作用之天線具備一RFID晶片。 在該免接觸測試進行（前，胃等天線被壓印至該卷材 上，其較佳使用_印刷程序，例如一使用導電性墨水之凹 P刷私序可行之卷材（尤其是聚合物膜材料）較佳為選 自以聚_、聚醯胺、及聚烯烴組成之群組巾 材典型上具有-w顺米之間之層厚度。 尤其’為了容許RFID標籤天線之成本效益式生產，較 佳為該卷材具有至少二列與其行進方向交叉之天線，藉此 使得在各實例中該測量裝置之至少_測量天線配置被提供 ;各列就此而δ，為了防止該等測量天線配置彼此間 之相互干擾皆在該卷材之行進方向中彼此相對地偏置 而置放。就此而言，若二相鄰測量天線裝置之間之距離為 天線波長之至少-半’其即可行。為了由本發明之方法達 成最大可仃性之準確度，―方面，該等天線之導電軌道之 間之間隙，及另-方面，該等測量天線，#皆應盡可能保 持悝定。 【實施方式】 圖‘'員不*有天線2之卷材i，以供RFID標鐵施加於 此。天線2係利用一導電性墨水及_凹版印刷程序，壓印 123715.doc 200823467 於被組態作為一聚合物膜之卷材〗上，成為半波偶極天 線。在各實例中，天線2具有兩個中央連接器端3，一長方 形導電執道4從此處延伸。按天線2之總長度1預定工作頻 率，工作頻率fA可設在例如9〇〇 MHz，其對應於大約一 . 半之波長。在各實例中，具有複數個天線2之卷材1通過至 • 一測$裝置5，藉此使天線2通過測量裝置5區域内的測量 裝置5之一經指派測量天線配置6。就此而言，測量天線配 • 置6具f 一用於該等導電軌道4之各軌道之分離測量天線 7。測量天、線7具有一由一 #射器8藉由一指向性柄合器9以 施加至此之高頻率信號8_，此信號之頻率^大約對應 於=線2之預疋工作頻率的二倍。指向性輕合器$發射出 7弟一及一第二測量信號，#此使胃第一測量信號與在測 量天線配置6内作用夕古招、玄，丄、古h 、 乍用之阿頻率功率Pm成比例，及使該第二 測量信號與由該測量天線配置反射之高頻率功率Pruck成比 例。在-類比式除法器10内從該等測量信號判定前後比， 春 #為此m判定用於該前後比之該值隨後利用臨 限值設定施加於-運算放大器"。在各實例中，依據是否 達到該臨限值，一绰处、篮結，^ " 汗估邏輯12可判定個別天線2是否達到 預定，生產容差。基於此目的，針對該等天"之各天線 了以提供至少50個，較佳至少1〇〇個測量值是由評估邏輯 _定’且隨後予以平均。被認定為缺陷之天線2由-印

St:二以一 t跡標記。然而’將缺陷天線2之位置以電 ^子於&序控制器之記憶體内，且隨後僅提供可以 配石一娜晶片發揮功能之天線2，或藉由衝孔標記缺陷 123715.doc -10- 200823467 天線2 ’或將其從卷材}移除，此亦在本發明之範.内。針 對天線2之免接觸測試’根據本發明之方法容許超過0.8未/ 秒且較佳超過L6米/秒之高卷材速度。如圖2中所示，其特 別是在大量生產之情況，可以在卷材1之交叉方向中提供 _ 數列14之天線2,藉此使—分離測量天線配置6提供用於該 ， 4列14之各列。就此而言，相鄰之測量天線配置6係在卷 材！之行進方向中偏移天線2之至少一半波長卜1/2)而置 • 放，以便防止測量天線配置6相關於彼此之相互干掙。如 圖二所示，各測量天線配置6具有—發射器8、=二 耦合益9、及指派用於此處之相關放大器/評估電路。圖3 顯示由測量天線配置6反射之高頻率功率匕㈣之時間進行 過程，以作為-範例。當—第一天線2趨近，其吸收可用 於測量天線配置6之功率部分，藉此降低返回功率？⑽之 比例。在天線2與由測4天線配置6提供之頻率之間之:振 情況中’反射功率Prflck之量降低至—最小值。若天線;有 • -缺陷，例如由-刮痕造成之—中斷，其有效長度改變且 該共振頻率也因而變動，因此僅有可用於測量天線配置6 的一小比例之該高頻率功率被吸收。因此反射高頻率功率 之量仍比較高。據此，可藉由設定—適當之臨限值 W，使得發揮功能之天線2與缺陷之天線之間有所差里 取代-信號之連續性記錄，如圖3中所示，在本發明:加 構内’針對該等天線2之各天線，在—敎時窗上較佳I 記錄複數個別測量值，隨後予以平均。該等平均值鱼 -預設值比較。依據是否超過該預定值，隨即針對該等^ 123715.doc -11 - 200823467 線2之各天線而判定遵守該預定生產容差。 【圖式簡單說明】 下文中’本發明將利用一揭示一僅作為示範性具體實施 例之圖式加以闡釋。圖式概略揭示如下： 圖1係用於免接觸測試施加於^Λ ϊ , 、 巷材上之天線的一測量 系統，

圖2係用於免接觸測試天線之測量系統的 實施例， 可替代具體 圖3係由測量配置反射之高頻 【主要元件符號說明】 率功率之 進行過程。

1 卷材 2 天線 3 中央連接器端 4 導電轨道 5 測量裝置 6 測量天線配置 7 測量天線 8 發射器 9 指向性耦合器 10 類比式除法器 11 運算放大器 12 評估邏輯 13 印刷裝置 14 列 123715.doc

Claims (1)

1. 200823467 十、申請專利範圍： l 一種用於免接觸測試施加於—卷材⑴上之RFID晶片之 天線（2)的方法， 其中該卷材⑴具有複數個天線⑺，該複數個天線各 〃冑7 V電軌道（4)及非接觸式連接器端⑺，該卷 材（1)通過一測量裝置（5)， 其中在各實例中，該等天線⑺係通過該測量裝置（5) φ 區域内的該測量裝置（5)之—經指派測量天線配置（6)， 其中㈣量天線配置（6)具有—由一發射器（8)施加至 此處之w頻率信號Smess ’該信號係與該等天線⑺之一預 定工作頻率4相關聯， —其中從相！天線配置⑹返回之該高頻率信號心㈣係 經判定且與若干預設值相比較，及 其中在各實例中，藉由該返回之高頻率信號srack與該 個別天線（2)之預設值之比較而判定遵守生產容差。 瞻2·如凊求項i之方法，其中該高頻率信號心…係藉由一指 向性耦合器（9)從該發射器⑻傳送至該測量天線配置 (^6) ’其中該指向性耦合器（9)發射一第一測量信號，該 第測1信號係與作用於該測量天線配置（6)内之高頻率 力率Pv〇r成比例，及使該指向性耦合器（9)發射一第二測 里乜唬，该第二測量信號係與由該測量天線配置（6)反射 之高頻率功率Priiek成比例。 3·如凊求項1或2之方法，其中該測量天線配置（6)具有一施 加至此處之高頻率信號Smess，其頻率fmess大約對應於該 I23715.doc 200823467 工作頻率fA之二倍。 (如請求項！或2之方*，其中該測量天線配置⑷具有一施 加至此處之高頻率信號Sniess，其頻率^大約對應於該 工作頻率。 5.如請求項⑴中之一項之方法，其中該卷材⑴係以一超 過〇·8米/秒，且較佳超過16米/秒之平均卷材速度通過該 測量裝置（5)。

   h求項1至2中之-項之方法’其中針對該等天線⑺之 各天線而判定該返回之高頻率信號之至少5()個測量 值且铋佳至少1 〇〇個測量值，且隨後予以平均。 如清求項1 5 9. 、 中之一項之方法，其中未符合該生產容差 之該等天線（2)係予以標記或去除。 如請求項1 $ 〇 + 具有、 中之一項之方法，其中該測量天線配置（6) 由°亥發射器（8)施加至此處且在IJHF頻帶内的高頻 率信號、s。 123715.doc