專利名稱：一種覆蓋uhf全頻段、自由空間和金屬表面共用的超高頻電子標(biāo)簽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種超高頻電子標(biāo)簽，具體是涉及一種由多層天線組成、覆蓋UHF 全頻段、在自由空間和金屬表面都能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離讀取的超高頻電子標(biāo)簽。
背景技術(shù)：
射頻識(shí)別(Radio Frequency Identification，RFID)技術(shù)是一種利用射頻通信實(shí)現(xiàn)的非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。RFID標(biāo)簽具有體積小、容量大、壽命長(zhǎng)、可重復(fù)使用等特點(diǎn)， 可支持快速讀寫、非可視識(shí)別、移動(dòng)識(shí)別、多目標(biāo)識(shí)別、地位及長(zhǎng)期跟蹤管理。RFID在物流管理、防偽、交通信息化、工業(yè)自動(dòng)化中都有重要的應(yīng)用，該技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)、通訊等技術(shù)相結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)物品的跟蹤與信息共享，RFID已成為IT業(yè)界的熱點(diǎn)。RFID系統(tǒng)主要由電子標(biāo)簽、閱讀器和天線組成。電子標(biāo)簽是RFID系統(tǒng)的重要組成部分，各式各樣的電子標(biāo)簽已經(jīng)成為RFID的研究熱點(diǎn)。由于電磁波會(huì)被金屬反射，從而導(dǎo)致普通電子標(biāo)簽在金屬表面無(wú)法被正確識(shí)別， 針對(duì)帶有各種金屬表面的識(shí)別物的管理，如金屬資產(chǎn)、大型壓力容器鋼瓶、大型鋼材等，就需要采用抗金屬標(biāo)簽。然而，一般的金屬標(biāo)簽在自由空間的讀取距離有限。隨著RFID行業(yè)的發(fā)展，使得電子標(biāo)簽在各種復(fù)雜使用環(huán)境都實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離讀取。由于各國(guó)、各地區(qū)對(duì)UHF頻段RFID應(yīng)用的界定存在不同，例如美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)為 902MHz 928MHz，歐洲為 865MHz 868MHz，日本為 950MHz 956MHz，中國(guó)為 840MHz 845MHz和920MHz 925MHz兩個(gè)頻段。因此，設(shè)計(jì)UHF RFID全頻段覆蓋的電子標(biāo)簽以滿足世界各國(guó)的要求，使電子標(biāo)簽具有通用性，是電子標(biāo)簽設(shè)計(jì)的一個(gè)目標(biāo)。然而，一般的抗金屬標(biāo)簽帶寬窄，很難在RFID全頻段上都實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離讀取。本項(xiàng)目的實(shí)用新型內(nèi)容有助于解決上述的問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的內(nèi)容，就是為金屬表面及自由空間(非金屬表面)、UHF全頻段提供一種高可靠性、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的無(wú)源超高頻電子標(biāo)簽。本實(shí)用新型為了達(dá)到上述目的，所采用的技術(shù)方案是提供一種由多層天線組成的無(wú)源超高頻電子標(biāo)簽。標(biāo)簽包括折彎金屬表面3、基材4、天線輻射輔助面1及置于天線輻射輔助面1上的超高頻芯片2。超高頻芯片2的正負(fù)極通過(guò)倒封裝工藝與天線輔助輻射面 1相連。天線輻射輻射面1與折彎金屬表面2通過(guò)緊耦合來(lái)交互能量，天線輻射輔助面1的存在展寬了天線的帶寬。當(dāng)標(biāo)簽附著在非金屬表面時(shí)，標(biāo)簽天線的電流分布類似于寬邊折合振子，能夠?qū)崿F(xiàn)在自由空間中的高效率全向輻射；而當(dāng)標(biāo)簽附著在金屬表面時(shí)，標(biāo)簽天線的電流分布類似于微帶天線，從而實(shí)現(xiàn)了定向的高效率輻射。所述的天線輻射輔助面的尺寸小于基材平面的的大小。本實(shí)用新型的電子標(biāo)簽在各種使用環(huán)境、各種頻段下的使用效果顯著。本實(shí)用新
3型采用的基材4為塑料，陶瓷，F(xiàn)R4，聚四氟乙烯材料，易于加工、成本低、介電常數(shù)穩(wěn)定、介質(zhì)損耗低等特點(diǎn)。折彎金屬表面采用普通的金屬材料即可，如鋁箔。塑料，陶瓷，F(xiàn)R4，聚四氟乙烯材料和鋁箔紙的應(yīng)用大大降低了生產(chǎn)成本，簡(jiǎn)化了成產(chǎn)工藝，為后續(xù)的大規(guī)模生產(chǎn)帶來(lái)了便利。

圖1為本實(shí)用新型電子標(biāo)簽一實(shí)施例的電子標(biāo)簽的天線輻射輔助面的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型電子標(biāo)簽一實(shí)施例的電子標(biāo)簽的折彎金屬表面的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型電子標(biāo)簽一實(shí)施例的電子標(biāo)簽的基材的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型電子標(biāo)簽一實(shí)施例的電子標(biāo)簽的總體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖更進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型RFID標(biāo)簽的結(jié)構(gòu)特征。本實(shí)用新型的RFID標(biāo)簽包括基材4的尺寸為95mm*25mm*3mm，折彎金屬表面3采用背面含有膠的鋁箔，鋁箔的尺寸為220mm*25mm，沿著基材4背面對(duì)稱折疊到基材4的頂面。天線輔助輻射面1包括兩層，上層是0. Olmm的金屬薄膜，下層是0. 2mm的PET薄膜。超高頻芯片2通過(guò)倒封裝工藝固定到天線輔助輻射面1上。天線輔助輻射面1通過(guò)膠固定到折彎金屬表面3的正面。在本款新型RFID標(biāo)簽中，通過(guò)調(diào)整天線輔助輻射面1的大小可以將天線的阻抗調(diào)整到一個(gè)最為合適的值，與芯片形成共軛匹配，以達(dá)到遠(yuǎn)距離的讀取效果。在本款新型RFID標(biāo)簽中，調(diào)整基材和鋁箔的寬度，可以提高天線的輻射效率，從而提高電子標(biāo)簽的讀取距離。在本實(shí)施例中，RFID標(biāo)簽的表面上覆蓋絕緣油漆作為保護(hù)膜以防止UHF電子標(biāo)簽的折彎金屬表面3，天線輔助輻射面1與外界環(huán)境接觸而發(fā)生氧化，腐蝕等現(xiàn)象，以保證 RFID電子標(biāo)簽在應(yīng)用環(huán)境中的長(zhǎng)期穩(wěn)定的使用。
權(quán)利要求1.一種由多層天線組成、覆蓋UHF全頻段、在自由空間和金屬表面都能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離讀取的超高頻電子標(biāo)簽，其特征在于它由天線輔助輻射面、折彎金屬表面、超高頻芯片和基材組成，芯片與天線輔助輻射面相連接，天線輔助輻射面置于折彎金屬表面之上，并通過(guò)一層的介質(zhì)材料與天線輔助輻射面相隔離；折彎金屬表面與基材共形，附著于基材表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高頻電子標(biāo)簽，其特征在于天線輻射輔助面的尺寸小于基材平面的大小。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高頻電子標(biāo)簽，其特征在于厚度大于零點(diǎn)五毫米。
專利摘要本文主要介紹一種多層天線組成、覆蓋UHF全頻段、在自由空間和金屬表面都能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離讀取的超高頻電子標(biāo)簽。標(biāo)簽包括基材、折彎金屬表面、天線輔助輻射面、超高頻RFID芯片。當(dāng)本標(biāo)簽置于在自由空間(或者非金屬表面)，電磁輻射主要集中在標(biāo)簽的正面和背面，它的等效電流分布可以等效為寬邊折合振子。當(dāng)本標(biāo)簽直接貼于金屬表面時(shí)，電磁輻射主要集中在兩個(gè)折彎側(cè)面上，它的電流分布可以等效為微帶天線，從而使得該標(biāo)簽在金屬表面和非金屬表面都可以達(dá)到高效率的輻射。天線輔助輻射面不僅可以提高輻射效率，而且調(diào)節(jié)其大小，可以調(diào)節(jié)天線的輸入阻抗，使得標(biāo)簽在自由空間和金屬表面兩種情況下的輸入阻抗，都與超高頻RFID芯片的阻抗達(dá)到共軛匹配，從而使得標(biāo)簽在兩種情況下，都能達(dá)到遠(yuǎn)距離讀取。同時(shí)天線輔助輻射面引入了附加的電容，從而提高了天線的帶寬，使得標(biāo)簽在UHF全頻段都能夠使用。
文檔編號(hào)G06K19/077GK202257642SQ201120246850
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2011年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月13日
發(fā)明者張乘風(fēng), 李迪, 王 忠, 肖定海 申請(qǐng)人:上海鐵勛智能識(shí)別系統(tǒng)有限公司