由多層天線組成的抗金屬超高頻電子標簽制造技術

一種由多層天線組成的抗金屬超高頻電子標簽，包括基材，天線接收/發射面，接地面，置于天線接收/發射面的超高頻電子芯片，輔助基材，輔助接收/發射面。超高頻電子芯片正負極通過饋線與天線接收/發射面連接；接收/發射面通過一個或一排饋電孔與由基材隔離的接地部分相連接；輔助接收發射面通過輔助基材隔離。天線接地面在使用中，直接與金屬表面相連，金屬表面即變成了實際使用中的天線接地面，達到抗金屬的目的；輔助接收/發射面的作用是為了增加天線表面面積，以增強電磁波能量接收/發射的效果。這樣的立體式設計，在增大天線面積的情況下，可以縮小天線的體積。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種超高頻電子標簽，具體是涉及一種能直接使用于金屬表面的由多層天線組成的超高頻電子標簽
技術介紹
RFID 是射頻識別技術的英文(Radio Frequency Identification,RFID)的縮寫， 又稱電子標簽，射頻識別技術是20世紀90年代開始興起的一種自動識別技術，射頻識別技術是一項利用射頻信號通過空間耦合(交變磁場或電磁場)實現無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達到識別目的的技術。無線射頻識別技術(RFID)已經成為一個很熱門的話題。據業內人士預測，RFID技術市場將在未來五年內在新的產品與服務上帶來30至100億美金的商機，隨之而來的還有服務器、資料儲存系統、資料庫程序、商業管理軟件、顧問服務，以及其他電腦基礎建設的龐大需求。或許這些預測過于樂觀，但RFID將會成為未來的一個巨大市場是毫無疑問的。許多高科技公司正在加緊開發RFID專用的軟件和硬件，這些公司包括英特爾、微軟、甲骨文、 SAP和SUN，而全球最大的零售商沃爾瑪早在2006年就在單件商品上使用這項技術，因此可以說無線射頻識別技術(RFID)正在成為全球熱門新科技。RFID在中國的很多領域也都得到實際應用，包括物流、煙草、醫藥、身份證、奧運門票、世博門票，寵物管理等等，但就我們日常生活感受而言，好像RFID還是離我們很遠。除了二代身份證，我們還很難經常感受到RFID在我們生活中的存在。這到底是什么原因呢？ 其實道理很簡單，盡管RFID正快速在各個領域得到實際應用，但相對于我們國家的經濟規模，其應用范圍還遠未達到廣泛的程度，即便在RFID應用比較多的交通物流產業，也還處于點分布的狀態，而沒能達到面的狀態。往往是產業中的領導企業為保持其競爭地位而率先嘗試采用這種新技術，而更多的企業還抱著觀望和猶豫的態度。還是以物流產業為例，應用RFID技術可以大幅提高物流運作效率，如加快貨物出入庫時間，減少現場操作人員，實現快速而精確的庫存盤點，實現貨物準確定位跟蹤等。溫家寶總理在十一大國務院政府工作報告中明確提出了要把物聯網產業作為未來新的經濟增長點，而物聯網的核心技術背景即為RFID技術盡管RFID技術目前在中國得到了長足的發展，但金屬對高頻電磁波的反射及屏蔽，導致超高頻在有金屬的特殊環境中的應用受到了很多限制，頻率越高，受到的影響越明顯。為了克服金屬對電磁波的影響，行業內最通常的做法是在金屬與標簽之間放上隔離材料，使其屏蔽及反射影響減小。但由于應用環境的多樣性，各種惡劣的環境下，該技術的應用受到了制約，對RFID在這個行業的發展及推廣受到了新的挑戰。本項目的
技術實現思路
使得該技術瓶頸有了新的發展方向。
技術實現思路
本專利技術的內容，就是為了解決上面技術難題中的金屬干擾問題，為金屬環境的應用提供一種高可靠性的小型的經濟實用結構簡單的無源超高頻電子標簽。本專利技術為了達到上述目的，所采用的技術方案是提供一種用于金屬材料表面的由多層天線組成的無源超高頻電子標簽，包括包括主基材8，天線接收/發射面4，接地面9，置于天線接收/發射面的超高頻電子芯片5，輔助基材3，輔助接收/發射面2。超高頻電子芯片正負極通過饋線6與天線接收 /發射面4連接；接收/發射面4通過一個或一排饋電孔7與由基材隔離的接地部分9相連接；輔助接收發射面2通過輔助基材3隔離。天線接地面在使用中，直接與金屬表面相連， 金屬表面即變成了實際使用中的天線接地面，達到抗金屬的目的；輔助接收/發射面2的作用是為了增加天線表面面積，以增強電磁波能量接收/發射的效果。這樣的立體式設計，在增大天線面積的情況下，可以縮小天線的體積。本專利技術的電子標簽用于金屬材料表面效果顯著。本專利技術的RFID標簽如上述的結構，根據微帶天線的工作原理，因為標簽的背面本身就是接地面，與金屬表面接觸，只是增大了接地面積，而不會影響微帶天線的作用和電子標簽的性能。由于饋電孔和輔助接收/發射面的應用的設計大大的縮小了整個微帶天線的面積，也就是使RFID標簽的尺寸減小。例如對于起同樣作用的帶有輔助天線的RFID標簽與沒帶輔助天線的RFID標簽相比，根據電子標簽的工作頻率915MHz的確定，微帶天線的接收發射面的長度被其波長所限定，這樣最后設計的天線接收發射面的面積為130mmX22mm。 而當增加輔助天線后，天線接收發射面的面積縮小為40mmX 12mm，從而電子標簽的尺寸也就大大縮小。從上述本專利技術的RFID標簽的結構可以看出，其結構簡單，生產工藝基本與目前成熟的多層印刷電路板(PCB)制作工藝相類似，這為后續的大批量生產帶來了便利。附圖說明圖1為本專利技術電子標簽一實施例的電子標簽輔助接收發射面及輔助基材的結構示意圖；圖2為本專利技術電子標簽一實施例的電子標簽主接收發射面及主基材的結構示意圖；圖3為本專利技術電子標簽一實施例的電子標簽接地面的結構示意圖。圖4為本專利技術電子標簽一實施例的電子標簽總體結構示意圖具體實施下面結合附圖更進一步說明本專利技術RFID標簽的結構特征。如圖1，圖2，圖3所示，本專利技術的RFID標簽包括基材8，置于基材上的電子標簽芯片5，連接在芯片5上的饋線6，天線接收發射面4，天線接地面9，饋電孔7，輔助基材3和輔助接收發射面2構成。天線接收發射面4置放在基材8上，芯片5通過饋線6置于天線接收發射面4上；天線接地面9置放于基材8的另一面，此基材面為電子標簽的底面，通過饋電孔7與天線接收發射面4相連；天線的輔助接收發射面2置于輔助基材3上，此輔助基材面為電子標簽的頂面。天線接地面直接接觸使用該電子標簽材料的表面。在本實施例中，微帶天線的接收發射面4、天線接地面9、輔助天線接收發射面2和饋線6均由銅箔構成，是導體薄片。它通過饋線饋電在導體薄片與導電接地面之間，激勵起射頻電磁場，并通過主天線接收發射面、輔助天線接收發射面的四周與導電接地面、天線接地面的縫隙向外輻射電磁波。本專利技術中的這款多層天線(如圖1，2，3)，根據實驗結果發現，主基材8的厚度起碼要大于1mm，輔助基材3的厚度要小于主基材的厚度，這樣才能盡可能的減小天線輻射能量的損耗。在主基材8的兩面同時覆銅，一面為設計好的微帶天線的主天線接收發射面的 4的圖形；另一面將整面作為微帶天線的接地面。同時在輔助基材3的一面覆銅，所覆銅的圖形為設計好的微帶天線作為輔助天線接收發射面2，然后將芯片5通過輔助基材中間的圓形孔1置放在有主天線接收發射面的主基材8上面。最后再把輔助接收發射面2，輔助基材3與主接收發射面4壓合成一體，形成最終天線(如圖4)。在本實施例中，饋電孔7為一排通孔，通孔的位置，尺寸大小取決于主天線接收發射面4和輔助天線接收發射面2的圖形位置及尺寸，并與芯片5的輸入阻抗有直接的關聯。 當饋線上的射頻信號頻率改變時，整個天線的阻抗值也隨之改變，因此，適當的信號饋入方式與阻抗匹配的考慮可以使整個天線在共振頻率時，所有的入射能量會盡可能多的輻射出去，整個天線設計通過Ansoft HFSS仿真軟件進行仿真計算及模擬驗證。在本實施例中，RFID標簽的表面上覆蓋絕緣油漆作為保護膜以防止UHF電子標簽的主接收發射面，輔助接收發射面與外界環境接觸而發生氧化，腐蝕等現象，以保證RFID 電子標簽在應用環境中的長期穩定的使用。在本實施例中，由多層天線組成的超高頻電子標簽在緊貼金屬表本文檔來自技高網...

【技術保護點】
１．一種由多層天線組成的抗金屬超高頻電子標簽，其特征在于包括：由主天線接收／發射面、天線接地面、輔助天線發射面、芯片和饋線組成。ＲＦＩＤ芯片與主天線發射面相連接，置放在主要基材上面，輔助天線接收發射面置于主天線發射面之上，并通過輔助基材與主天線接收發射面相隔離。天線接地面位于主基材的另一面，作為電子標簽的背面，直接接觸使用電子標簽的金屬材料的表面。饋電孔設置在主基材上，主天線接收發射面通過該饋電孔與天線接地面相連接。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：王忠，肖定海，袁艷暉，
申請(專利權)人：上海鐵勛智能識別系統有限公司，
類型：發明
國別省市：31