專利名稱：無線射頻識(shí)別標(biāo)簽用天線及無線射頻識(shí)別標(biāo)簽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種無線射頻識(shí)別(RFID =Radio Frequency Identification)標(biāo)簽用天線及無線射頻識(shí)別標(biāo)簽，特別涉及一種以分支結(jié)構(gòu)形成輻射體偶極子和T形整合部相連的連接部，從而在所述分支結(jié)構(gòu)中能夠使所述T形整合部和輻射體偶極子感應(yīng)出電流，并能夠通過調(diào)節(jié)在所述輻射體偶極子中感應(yīng)的電流量，細(xì)致地調(diào)節(jié)無線射頻識(shí)別標(biāo)簽天線的阻抗的無線射頻識(shí)別標(biāo)簽用天線及無線射頻識(shí)別標(biāo)簽。
背景技術(shù)：
無線射頻識(shí)別(RFID =Radio Frequency Identification)的定義如下。其為由無線射頻識(shí)別標(biāo)簽(RFID TAG)、各種形態(tài)的天線、按照性能的閱讀器、支持閱讀器的本地主機(jī) (local host)、各種電纜線路及網(wǎng)絡(luò)連接構(gòu)成，并在貼于商品的標(biāo)簽(TAG)上載有生產(chǎn)、流通、保管、消費(fèi)的整個(gè)過程的相關(guān)信息，且?guī)в凶陨淼奶炀€，使閱讀器讀取該信息，并與人造衛(wèi)星或者移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)而與信息系統(tǒng)整合使用的芯片。從產(chǎn)業(yè)上的應(yīng)用領(lǐng)域來看，在RFLD標(biāo)簽上附著極小型芯片和天線，并通過無線儲(chǔ)存信息的新技術(shù)RFID (Radio Frequency Identification)系統(tǒng)具有其不同于條形碼系統(tǒng)， 能夠與可識(shí)別位置無關(guān)地自動(dòng)識(shí)別比條形碼更遠(yuǎn)距離的標(biāo)簽的優(yōu)點(diǎn)。特別是，RFID系統(tǒng)在各種商品上附著標(biāo)簽，無需用掃描器一一閱讀，而能夠自動(dòng)了解商品明細(xì)、價(jià)格、流通路徑及期限等，因此作為給流通及物流帶來大革新的新技術(shù)倍受重視。RFID TAG技術(shù)由天線向標(biāo)簽供應(yīng)電力，標(biāo)簽作為其響應(yīng)返送數(shù)據(jù)，且主要應(yīng)用利用磁場(chǎng)的方式和利用電波的方式。即，分為感應(yīng)偶合anduct ive Coupling)方式和反向 it身寸 禹☆ (Backscatter Coupling)方式。所述感應(yīng)偶合anductive Coupling)方式采用的是由在天線上產(chǎn)生強(qiáng)烈的高頻而生成的磁場(chǎng)通過標(biāo)簽(TAG)的天線線圈的過程中所產(chǎn)生的電流而工作的原理，其用于 30MHZ以下的頻帶(125KHz，134KHz, 13. 56MHz)，并具有磁場(chǎng)被金屬吸收的性質(zhì)。另一方面，所述反向散射偶合(Backscatter Coupling)方式類似雷達(dá)技術(shù)，采用的是從天線發(fā)送電波，標(biāo)簽將其接收后用作功率的原理，其用于100MHZ以上的頻帶 (125MHz, 2. 45GHz)，并具有被金屬反射，被水吸收的性質(zhì)。所述反向散射偶合(Backscatter Coupling)方式不同于在近距離使用天線線圈的感應(yīng)偶合(inductive coupling)方式，在標(biāo)簽(TAG)的天線(antenna)接收從閱讀器 (reader)的天線(antenna)以空中調(diào)節(jié)器(Air condition)即天波傳播的信號(hào)，并利用這一信號(hào)的射頻(RF)成分生成RFID標(biāo)簽芯片(TAG chip)所使用的功率(Power)，且對(duì)其高頻進(jìn)行過濾，并對(duì)低頻的基本頻帶(Base band)信號(hào)進(jìn)行1位AD (模擬/數(shù)字)轉(zhuǎn)換的解 i周(De-modulator)功能。但是，如果利用感應(yīng)偶合anductive Coupling)方式，其感應(yīng)電力豐富，對(duì)于生成功率(power)沒什么問題。而如果利用反向散射偶合(Backscatter Coupling)方式，其閱讀器(reader)和標(biāo)簽(TAG)幾乎接觸的近距離下，輸入信號(hào)(input)為3. 5V左右，較為充分，而在5米長(zhǎng)的距離下，輸入信號(hào)為125mV，輸入電平(Level)極小。通過采配(利用倍壓器(Voltage Multiplier))這一極小的信號(hào)，生成所需功率 (power) 0而為了采配極小信號(hào)的輸入，利用接通(Turn on)電壓低，效率出色的肖特基二極管(Schottky Diod)，或者特殊形態(tài)的金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管(MOS Tr)形成電路。因此，存在電路復(fù)雜且費(fèi)用增多的問題。理論上，天線阻抗和RFID標(biāo)簽芯片(TAG Chip)的阻抗相同時(shí)，RFID標(biāo)簽芯片集成電路(TAG IC)能夠接收最大效率和最大電力。但是由于RFID標(biāo)簽芯片(TAG Chip)本身的RLC撒布和，TAG IC與天線的組裝時(shí)產(chǎn)生的寄生阻抗和電容成分，其撒布變得嚴(yán)重，導(dǎo)致天線阻抗和TAG IC的輸入阻抗不十分相同，使撒布性不均勻。在這一成分的900MHz UHF TAG中，即便是幾o(hù)hm成分，其頻率特性也會(huì)大大改變，輸入信號(hào)電平(level)本身也變小， 故降低TAG的收信距離，產(chǎn)生由此導(dǎo)致的收率降低嚴(yán)重的缺點(diǎn)。因此，現(xiàn)有的UHF頻帶RFID標(biāo)簽用天線具備用于與RFID標(biāo)簽芯片阻抗共軛整合的結(jié)構(gòu)。例如，如圖1所示，為了阻抗整合，具備采用多種T形整合環(huán)形結(jié)構(gòu)的T形整合部。所述T形整合部用于形成RFID標(biāo)簽芯片的RF端和接地端之間的電壓差，并用較高的Q值阻抗形成共軛整合。這種T形整合環(huán)結(jié)構(gòu)大部分由在RFID標(biāo)簽芯片的RF端和接地端之間利用環(huán)形線路來實(shí)現(xiàn)。但是，所述T形整合部，只有改變環(huán)形線路的大小或者輻射體的連接地點(diǎn)才能進(jìn)行阻抗調(diào)節(jié)。而且，如果用這樣的方法，阻抗的實(shí)數(shù)部和虛數(shù)部的變化特性隨著頻率而變大，因此很難做到與RFID標(biāo)簽芯片之間的完美的整合。其理由如圖2A及圖3a所示，由于T形整合部10的環(huán)形線路和輻射體偶極子20 直接相連，隨著連接部21和T形整合部10的環(huán)形線路的半徑，阻抗、共振頻率的變化加大。 因此，形成正確的共軛整合存在很多困難。因此，為了把RFID標(biāo)簽的性能最大化，需要改變上述缺點(diǎn)。如圖加所示，在現(xiàn)有的無線射頻識(shí)別標(biāo)簽用天線上，能夠變更連接T形整合部10 和輻射體偶極子20的地點(diǎn)即連接部21的位置。此時(shí)，阻抗及共振頻率的變化如圖2b所示。 如圖2b所示，將所述連接部21的位置從Imm變更為3mm時(shí)，可看出阻抗和共振頻率的變化大。這證明靠改變連接部21的位置，難以調(diào)節(jié)誒阻抗。如圖3a所示，在現(xiàn)有的無線射頻識(shí)別標(biāo)簽用天線上，可以變更T形整合部10的環(huán)的大小。此時(shí)，阻抗及共振頻率的變化如圖北所示。如圖北所示，當(dāng)把所述T形整合部10 的環(huán)的大小從Imm改變?yōu)?mm時(shí)，可以看出共振頻率的變化大。這證明靠改變T形整合部 10的環(huán)的大小，難以調(diào)節(jié)阻抗調(diào)節(jié)。如上述說明，若改變T形整合部10的環(huán)的大小或者連接部21的位置，阻抗和共振頻率的變化幅度大。結(jié)果導(dǎo)致無線射頻識(shí)別標(biāo)簽用天線和無線射頻識(shí)別標(biāo)簽芯片之間的阻抗共軛整合并不容易。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而提出的，其目的是提供一種無線射頻識(shí)別標(biāo)簽用天線及無線射頻識(shí)別標(biāo)簽。該裝置以分支結(jié)構(gòu)形成輻射體偶極子和T形整合部相連的連接部，以在所述分支結(jié)構(gòu)中能夠使所述T形整合部和輻射體偶極子感應(yīng)電流，并通過調(diào)節(jié)所述輻射體偶極子上感應(yīng)的電流量，能夠細(xì)致地調(diào)節(jié)無線射頻識(shí)別標(biāo)簽天線的阻抗。為了解決上述目的而提供的本發(fā)明的無線射頻識(shí)別標(biāo)簽用天線的構(gòu)成裝置，其特征在于所述無線射頻識(shí)別標(biāo)簽用天線的構(gòu)成裝置包括基板；彎曲(meander)形態(tài)的輻射體偶極子，其對(duì)稱地印刷于所述基板上；T形整合部，其形成在所述對(duì)稱的輻射體偶極子之間，與各個(gè)所述對(duì)稱的輻射體偶極子的一端形成一體，以整合所述輻射體偶極子和無線射頻識(shí)別標(biāo)簽芯片之間的阻抗。其中所述對(duì)稱的輻射體偶極子和所述T形整合部相連的連接部為分支結(jié)構(gòu)。而且，其特征在于，所述連接部由多個(gè)分支結(jié)構(gòu)串聯(lián)或并聯(lián)連接。即，所述連接部可形成將多個(gè)分支結(jié)構(gòu)串聯(lián)連接的結(jié)構(gòu)。而且，其特征在于，所述分支結(jié)構(gòu)為圓形結(jié)構(gòu)、半圓形結(jié)構(gòu)及多角形結(jié)構(gòu)中的任一種。即，若能夠?qū)⑺鲞B接部形成分支結(jié)構(gòu)，其形狀可變更為多種形狀。而且，其特征在于，所述輻射體偶極子終端部的面積比其他部分大。所述輻射體偶極子的終端部最好是"C ”字形狀。而且，形成本發(fā)明的另一無線射頻識(shí)別標(biāo)簽的構(gòu)成裝置，其特征在于，無線射頻識(shí)別標(biāo)簽包括基板；彎曲(meander)形態(tài)的輻射體偶極子，其對(duì)稱地印刷于所述基板上；T形整合部，其形成在所述對(duì)稱的輻射體偶極子之間，與各個(gè)所述對(duì)稱的輻射體偶極子的一端形成一體，以整合所述輻射體偶極子和無線射頻識(shí)別標(biāo)簽芯片之間的阻抗；無線射頻識(shí)別標(biāo)簽，其對(duì)于所述輻射體偶極子的發(fā)送和接收信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。而所述對(duì)稱的輻射體偶極子和所述T形整合部相連的連接部為分支結(jié)構(gòu)。根據(jù)具有上述課題及構(gòu)成裝置的本發(fā)明的無線射頻識(shí)別標(biāo)簽用天線及無線射頻識(shí)別標(biāo)簽，其以分支結(jié)構(gòu)形成所述輻射體偶極子和T形整合部相連的連接部，從而能夠在所述分支結(jié)構(gòu)使所述T形整合部和輻射體偶極子感應(yīng)電流，并通過調(diào)節(jié)所述輻射體偶極子的感應(yīng)電流量，能夠細(xì)致地調(diào)節(jié)無線射頻識(shí)別標(biāo)簽天線的阻抗，從而，易于整合無線射頻識(shí)別天線和無線射頻芯片之間的阻抗。


圖1是以往的無線射頻識(shí)別標(biāo)簽用天線的實(shí)物照片。圖加及圖2b是連接部的位置變動(dòng)例示圖和，表示據(jù)此產(chǎn)生的阻抗和共振頻率變化的曲線圖。圖3a及圖北是T形整合部的環(huán)的大小變動(dòng)的例示圖和，表示據(jù)此產(chǎn)生的阻抗和共振頻率變化的曲線圖。圖如至圖如是本發(fā)明的無線射頻識(shí)別標(biāo)簽用天線的多種俯視圖。圖5是表示本發(fā)明的輻射體偶極子終端部的形狀和電流分布的例示圖。圖6a至圖6c是表示在本發(fā)明的無線射頻識(shí)別標(biāo)簽用天線中形成的電流密度及表面電流的流向的照片。圖7a至圖7c是本發(fā)明的連接部的內(nèi)部半徑和外部半徑的變動(dòng)例示圖和，表示據(jù)此產(chǎn)生的阻抗及頻率變化的曲線圖。
主要結(jié)構(gòu)的符號(hào)說明10 =T形整合部20 輻射體偶極子21 連接部23 輻射體偶極子終端部
具體實(shí)施例方式下面，參照附圖詳細(xì)說明具有上述課題、構(gòu)成手段及效果的本發(fā)明的無線射頻識(shí)別標(biāo)簽用天線及無線射頻識(shí)別標(biāo)簽的較佳實(shí)施例。圖如至圖如是本發(fā)明的無線射頻識(shí)別標(biāo)簽用天線的多種俯視圖。如圖如至圖如所示，本發(fā)明的無線射頻識(shí)別標(biāo)簽用天線包括基板(未圖示)； 彎曲(meander)形態(tài)的輻射體偶極子20，其與所述基板對(duì)稱地印刷；T形整合部10，其形成在所述對(duì)稱的輻射體偶極子20之間。所述基板(未圖示)是供所述輻射體偶極子20和T形整合部10形成的基板，可由多種非導(dǎo)電體形成。例如，所述基板可使用樹木、聚四氟乙烯及塑膠等印刷紙。印刷在所述基板上的所述輻射體偶極子20，如圖如至圖如所示，在所述T形整合部10的兩側(cè)對(duì)稱地形成。而且所述輻射體偶極子20具有彎彎曲曲的彎曲(meander)形態(tài)。所述輻射體偶極子20在無線射頻識(shí)別閱讀器和無線射頻識(shí)別標(biāo)簽芯片之間傳遞 RF信號(hào)電力，其優(yōu)選在所述基板上面印刷由金、銀、銅或青銅等金屬涂料形成的導(dǎo)電性墨水而制成。大小設(shè)計(jì)成，其能夠在使用頻率中產(chǎn)生共振，以使電磁場(chǎng)良好地向空間輻射。在所述對(duì)稱的輻射體偶極子20之間形成的所述T形整合部10，如圖如至圖如所示，與各個(gè)所述輻射體偶極子20的一端形成一體。所述T形整合部10用于整合包括所述輻射體偶極子20而形成的無線射頻識(shí)別標(biāo)簽用天線和無線射頻識(shí)別標(biāo)簽芯片之間的阻抗。本發(fā)明為了容易整合包括所述輻射體偶極子20而形成的無線射頻識(shí)別標(biāo)簽用天線和無線射頻識(shí)別標(biāo)簽芯片之間的阻抗，進(jìn)行了結(jié)構(gòu)變更。即，把用于連接所述對(duì)稱的輻射體偶極子20和所述T形整合部10的連接部21變更為分支結(jié)構(gòu)。所述具有分支結(jié)構(gòu)的連接部21不同于以往的形成單一線的結(jié)構(gòu)，具有分成兩側(cè)的分支結(jié)構(gòu)。具有如此結(jié)構(gòu)的連接部21用于使所述T形整合部10和所述輻射體偶極子20 感應(yīng)電流，并通過調(diào)節(jié)所述輻射體偶極子20感應(yīng)的電流量，能夠精細(xì)地調(diào)節(jié)無線射頻識(shí)別標(biāo)簽用天線的阻抗。所述連接部21如圖如及圖4b所示，由一個(gè)分支結(jié)構(gòu)形成，而根據(jù)情況，如圖4c 所示，可由多個(gè)分支結(jié)構(gòu)串聯(lián)連接形成，也可并聯(lián)連接形成。即，所述連接部21可由多個(gè)分支結(jié)構(gòu)串聯(lián)或者并聯(lián)連接形成。構(gòu)成所述連接部21的分支結(jié)構(gòu)可形成為多種形狀。即，如圖如所示，可以形成半圓形結(jié)構(gòu)，而如圖4b所示，也可以形成圓形結(jié)構(gòu)，還可以形成三角形或者四邊形等多邊形結(jié)構(gòu)。另一方面，所述輻射體偶極子20的終端部23的面積，如圖如及圖4b所示，比所述輻射體偶極子20的另一部分更大地形成為佳。而且，所述輻射體偶極子20的終端部23 的形狀最好是“1=”字形狀。所述輻射體偶極子20的終端部23是根據(jù)電場(chǎng)(electric field)的最大時(shí)間或者最小時(shí)間變化的地點(diǎn)，在電性偶極子天線中是放射阻抗最大的地點(diǎn)。如同本發(fā)明，若加大所述輻射體偶極子20的終端部23的面積，能夠增加天線的放射效率，但由于標(biāo)簽要在受限的大小內(nèi)實(shí)現(xiàn)，并要發(fā)揮最大的效率，因此，把輻射體結(jié)構(gòu)形成“C"字形狀，使之具備大小對(duì)比最大的性能。如圖5所示，電流在磁壁之間具有均勻的電流分布?？紤]到電流的相位和大小時(shí)，可知本發(fā)明的輻射體偶極子20的終端部23的結(jié)構(gòu)形成由“T= ”字中央的邊界條件(boundary condition)之一的磁壁。而且，由于具有相同的電流和相位的結(jié)構(gòu)體在相鄰的距離上形成，因此可認(rèn)為是相互開放的。若各個(gè)結(jié)構(gòu)體形成磁壁，并具有均勻的電流分布和相同的相位，天線的電性實(shí)效開口截面積顯得大，因此能夠增加天線的效率。圖6a表示根據(jù)本發(fā)明以分支結(jié)構(gòu)形成連接部21的結(jié)構(gòu)的情況下的電流密度的分布，圖6b表示表面電流的分布，圖6c表示所述圖6b所示之圓形部分的電流的方向。即，通過本發(fā)明的分支結(jié)構(gòu)中電流密度和電流方向，能夠確認(rèn)輻射體偶極子的感應(yīng)電流，并表示電流被感應(yīng)并流到輻射體偶極子。另一方面，圖7a表示所述連接部21的內(nèi)部半徑a和外部半徑b可加以改變，圖7b 是表示所述連接部21的內(nèi)部半徑產(chǎn)生變化時(shí)的阻抗及頻率的變化的曲線圖，圖7c是表示所述連接部21的外部半徑產(chǎn)生變化時(shí)的阻抗及頻率的變化的曲線圖。根據(jù)所述圖7a至圖7c可知，在所述T形整合部和所述輻射體偶極子之間，能夠通過改變分支結(jié)構(gòu)連接部的內(nèi)部半徑或者外部半徑來調(diào)節(jié)電流密度，且通過把分支結(jié)構(gòu)線路的半徑調(diào)節(jié)成內(nèi)部或者外部半徑，以調(diào)節(jié)電流量。因此，能夠更為精細(xì)地調(diào)節(jié)由T形整合部導(dǎo)向輻射體偶極子的電流量，以便有效地調(diào)節(jié)天線輸入阻抗。如圖7b及圖7c所示，即便改變本發(fā)明的連接部21的內(nèi)部半徑和外部半徑，阻抗及頻率變化不大。這就說明能夠通過改變本發(fā)明的連接部21的內(nèi)部半徑和外部半徑進(jìn)行精細(xì)的阻抗調(diào)節(jié)，結(jié)果阻抗整合也變得容易。產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用可行性具有如上所述結(jié)構(gòu)和特性的本發(fā)明的無線射頻識(shí)別標(biāo)簽用天線用于無線射頻識(shí)別標(biāo)簽。即，將具有如上所述結(jié)構(gòu)的天線連接于無線射頻識(shí)別標(biāo)簽芯片上，以完成無線射頻識(shí)別標(biāo)簽。所述無線射頻識(shí)別標(biāo)簽芯片對(duì)于所述輻射體偶極子的發(fā)送和接收信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。即，所述無線射頻識(shí)別標(biāo)簽芯片從天線感知RF信號(hào)電力，以進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并包括調(diào)制、檢波電路、整流電流及微處理機(jī)等。
權(quán)利要求
1.一種無線射頻識(shí)別標(biāo)簽用天線，其特征在于，包括 基板；彎曲形態(tài)的輻射體偶極子，其對(duì)稱地印刷于所述基板上；T形整合部，其形成在所述對(duì)稱的輻射體偶極子之間，與各個(gè)所述對(duì)稱的輻射體偶極子的一端形成一體，以整合所述輻射體偶極子和無線射頻識(shí)別標(biāo)簽芯片之間的阻抗， 其中所述對(duì)稱的輻射體偶極子和所述T形整合部相連的連接部為分支結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線射頻識(shí)別標(biāo)簽用天線，其特征在于， 所述連接部由多個(gè)分支結(jié)構(gòu)串聯(lián)或并聯(lián)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的無線射頻識(shí)別標(biāo)簽用天線，其特征在于， 所述分支結(jié)構(gòu)為圓形結(jié)構(gòu)、半圓形結(jié)構(gòu)及多角形結(jié)構(gòu)中的任一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線射頻識(shí)別標(biāo)簽用天線，其特征在于， 所述輻射體偶極子的終端部為“C“字形狀。
5.一種無線射頻識(shí)別標(biāo)簽用天線，其特征在于，包括 基板；彎曲形態(tài)的輻射體偶極子，其對(duì)稱地印刷于所述基板上；T形整合部，其形成在所述對(duì)稱的輻射體偶極子之間，與各個(gè)所述對(duì)稱的輻射體偶極子的一端形成一體，以整合所述輻射體偶極子和無線射頻識(shí)別標(biāo)簽芯片之間的阻抗； 無線射頻識(shí)別標(biāo)簽，其對(duì)于所述輻射體偶極子的發(fā)送和接收信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理， 其中所述對(duì)稱的輻射體偶極子和所述T形整合部相連的連接部為分支結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明提供無線射頻識(shí)別標(biāo)簽用天線及無線射頻識(shí)別標(biāo)簽，特別涉及以分支結(jié)構(gòu)形成輻射體偶極子和T形整合部相連的連接部，以在分支結(jié)構(gòu)中使所述T形整合部和輻射體偶極子感應(yīng)電流，并通過調(diào)節(jié)輻射體偶極子的感應(yīng)電流量，能夠細(xì)致地調(diào)節(jié)無線射頻識(shí)別標(biāo)簽天線阻抗的無線射頻識(shí)別標(biāo)簽用天線及無線射頻識(shí)別標(biāo)簽。本發(fā)明的無線射頻識(shí)別標(biāo)簽用天線的構(gòu)成裝置，其特征在于包括基板；彎曲形態(tài)的輻射體偶極子，對(duì)稱地印刷在基板上；T形整合部，形成在對(duì)稱的輻射體偶極子之間，與各個(gè)所述對(duì)稱的輻射體偶極子的一端形成一體，以整合輻射體偶極子和無線射頻識(shí)別標(biāo)簽芯片之間的阻抗，其中對(duì)稱的輻射體偶極子和T形整合部相連的連接部為分支結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)G06K19/07GK102217135SQ200880132015
公開日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2008年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月19日
發(fā)明者吳昌煥, 崔樂清, 樸先炳, 樸鐘壎, 李恩德, 李炳提, 柳炳吉, 金俓勛 申請(qǐng)人:韓國(guó)泰科諾賽美材料株式會(huì)社