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簽制造技術

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實現遠距離讀取的超高頻電子標簽。標簽包括基材、折彎金屬表面、天線輔助輻射面、超高頻RFID芯片。當本標簽置于在自由空間(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。當本標簽直接貼于金屬表面時，電磁輻射主要集中在兩個折彎側面上，它的電流分布可以等效為微帶天線，從而使得該標簽在金屬表面和非金屬表面都可以達到高效率的輻射。天線輔助輻射面不僅可以提高輻射效率，而且調節其大小，可以調節天線的輸入阻抗，使得標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芯片的阻抗達到共軛匹配，從而使得標簽在兩種情況下，都能達到遠距離讀取。同時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，使得標簽在UHF全頻段都能夠使用。（*該技術在2021年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種超高頻電子標簽，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實現遠距離讀取的超高頻電子標簽。
技術介紹
射頻識別(Radio Frequency Identification，RFID)技術是一種利用射頻通信實現的非接觸式自動識別技術。RFID標簽具有體積小、容量大、壽命長、可重復使用等特點， 可支持快速讀寫、非可視識別、移動識別、多目標識別、地位及長期跟蹤管理。RFID在物流管理、防偽、交通信息化、工業自動化中都有重要的應用，該技術與互聯網、通訊等技術相結合，可實現全球范圍內物品的跟蹤與信息共享，RFID已成為IT業界的熱點。RFID系統主要由電子標簽、閱讀器和天線組成。電子標簽是RFID系統的重要組成部分，各式各樣的電子標簽已經成為RFID的研究熱點。由于電磁波會被金屬反射，從而導致普通電子標簽在金屬表面無法被正確識別， 針對帶有各種金屬表面的識別物的管理，如金屬資產、大型壓力容器鋼瓶、大型鋼材等，就需要采用抗金屬標簽。然而，一般的金屬標簽在自由空間的讀取距離有限。隨著RFID行業的發展，使得電子標簽在各種復雜使用環境都實現遠距離讀取。由于各國、各地區對UHF頻段RFID應用的界定存在不同，例如美國標準為 902MHz 928MHz，歐洲為 865MHz 868MHz，日本為 950MHz 956MHz，中國為 840MHz 845MHz和920MHz 925MHz兩個頻段。因此，設計UHF RFID全頻段覆蓋的電子標簽以滿足世界各國的要求，使電子標簽具有通用性，是電子標簽設計的一個目標。然而，一般的抗金屬標簽帶寬窄，很難在RFID全頻段上都實現遠距離讀取。本項目的
技術實現思路
有助于解決上述的問題。
技術實現思路
本技術的內容，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、經濟實用、結構簡單的無源超高頻電子標簽。本技術為了達到上述目的，所采用的技術方案是提供一種由多層天線組成的無源超高頻電子標簽。標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的正負極通過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通過緊耦合來交互能量，天線輻射輔助面1的存在展寬了天線的帶寬。當標簽附著在非金屬表面時，標簽天線的電流分布類似于寬邊折合振子，能夠實現在自由空間中的高效率全向輻射；而當標簽附著在金屬表面時，標簽天線的電流分布類似于微帶天線，從而實現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。本技術的電子標簽在各種使用環境、各種頻段下的使用效果顯著。本實用新3型采用的基材4為塑料，陶瓷，FR4，聚四氟乙烯材料，易于加工、成本低、介電常數穩定、介質損耗低等特點。折彎金屬表面采用普通的金屬材料即可，如鋁箔。塑料，陶瓷，FR4，聚四氟乙烯材料和鋁箔紙的應用大大降低了生產成本，簡化了成產工藝，為后續的大規模生產帶來了便利。附圖說明圖1為本技術電子標簽一實施例的電子標簽的天線輻射輔助面的結構示意圖；圖2為本技術電子標簽一實施例的電子標簽的折彎金屬表面的結構示意圖；圖3為本技術電子標簽一實施例的電子標簽的基材的結構示意圖；圖4為本技術電子標簽一實施例的電子標簽的總體結構示意圖。具體實施方式以下結合附圖更進一步說明本技術RFID標簽的結構特征。本技術的RFID標簽包括基材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通過膠固定到折彎金屬表面3的正面。在本款新型RFID標簽中，通過調整天線輔助輻射面1的大小可以將天線的阻抗調整到一個最為合適的值，與芯片形成共軛匹配，以達到遠距離的讀取效果。在本款新型RFID標簽中，調整基材和鋁箔的寬度，可以提高天線的輻射效率，從而提高電子標簽的讀取距離。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電子標簽的折彎金屬表面3，天線輔助輻射面1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。權利要求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實現遠距離讀取的超高頻電子標簽，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，并通過一層的介質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.根據權利要求1所述的超高頻電子標簽，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.根據權利要求1所述的超高頻電子標簽，其特征在于厚度大于零點五毫米。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實現遠距離讀取的超高頻電子標簽。標簽包括基材、折彎金屬表面、天線輔助輻射面、超高頻RFID芯片。當本標簽置于在自由空間(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。當本標簽直接貼于金屬表面時，電磁輻射主要集中在兩個折彎側面上，它的電流分布可以等效為微帶天線，從而使得該標簽在金屬表面和非金屬表面都可以達到高效率的輻射。天線輔助輻射面不僅可以提高輻射效率，而且調節其大小，可以調節天線的輸入阻抗，使得標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芯片的阻抗達到共軛匹配，從而使得標簽在兩種情況下，都能達到遠距離讀取。同時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，使得標簽在UHF全頻段都能夠使用。文檔編號G06K19/077GK202257642SQ201120246850公開日2012年5月30日 申請日期2011年7月13日 優先權日2011年7月13日專利技術者張乘風, 李迪, 王 忠, 肖定海 申請人:上海鐵勛智能識別系統有限公司本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：張乘風，王忠，肖定海，李迪，
申請(專利權)人：上海鐵勛智能識別系統有限公司，
類型：實用新型
國別省市：