專(zhuān)利名稱(chēng)：一種可用于金屬產(chǎn)品的電子標(biāo)簽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及射頻識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種可用于金屬產(chǎn)品的電子標(biāo)簽。
背景技術(shù)：
RFID射頻識(shí)別是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識(shí)別工作無(wú)需人工干預(yù)，用于控制、檢測(cè)和跟蹤物體。射頻識(shí)別系統(tǒng)，包括由耦合元件及芯片組成的RFID標(biāo)簽，用于讀取標(biāo)簽信息的RFID讀寫(xiě)器，以及在標(biāo)簽和讀寫(xiě)器間傳遞射頻信號(hào)的RFID天線(xiàn)。 現(xiàn)有技術(shù)的電子標(biāo)簽，通常包括RFID標(biāo)簽和RFID天線(xiàn)，這種電子標(biāo)簽的不足之處在于，該標(biāo)簽不能用于金屬制品上。若上述電子標(biāo)簽直接貼附于金屬表面上，由于金屬表面對(duì)入射電磁波的反射作用，將會(huì)有較強(qiáng)的反方向電磁波也穿過(guò)電子標(biāo)簽。入射波與反射波相位疊加后相互會(huì)抵消，RF電磁強(qiáng)度大大削弱，嚴(yán)重地影響讀寫(xiě)器對(duì)RFID標(biāo)簽的讀取距離，甚至導(dǎo)致無(wú)法讀取RFID標(biāo)簽上的數(shù)據(jù)。讀寫(xiě)器與RFID標(biāo)簽間產(chǎn)生的磁通量在金屬表面感應(yīng)渦流，同時(shí)吸收射頻能量轉(zhuǎn)換為自身的電場(chǎng)能，其方向與原來(lái)的射頻場(chǎng)強(qiáng)方向相反，削弱了原射頻場(chǎng)強(qiáng)的總能量。渦流本身也會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)，磁力線(xiàn)方向與金屬垂直且與原射頻場(chǎng)強(qiáng)相反，相互影響后導(dǎo)致磁力線(xiàn)在靠近金屬表面近似于金屬平行，標(biāo)簽無(wú)法切割磁感線(xiàn)而無(wú)法獲得喚醒芯片的能量，這種情況下被動(dòng)標(biāo)簽無(wú)法正常工作。在RFID系統(tǒng)的應(yīng)用過(guò)程中，金屬產(chǎn)品到處存在，上述問(wèn)題導(dǎo)致目前RFID系統(tǒng)不能在各個(gè)行業(yè)中大規(guī)模地推廣應(yīng)用。有源電子標(biāo)簽擁有較長(zhǎng)的讀取距離，可發(fā)射強(qiáng)度較大的電磁波，但是有源標(biāo)簽的壽命有限、體積大、成本高、并且不適合在惡劣環(huán)境下工作。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于，提供一種可用于金屬產(chǎn)品的電子標(biāo)簽，有效解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的在金屬產(chǎn)品中電子標(biāo)簽的天線(xiàn)電磁波強(qiáng)度較弱、磁場(chǎng)衰減等技術(shù)問(wèn)題。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種可用于金屬產(chǎn)品的電子標(biāo)簽，包括射頻識(shí)別芯片和天線(xiàn)，所述天線(xiàn)包括輻射體和反射體，所述輻射體與所述射頻識(shí)別芯片相連接，所述輻射體與所述反射體之間設(shè)有絕緣介質(zhì)，所述輻射體與所述反射體電性連接，所述輻射體與所述反射體的材質(zhì)皆為導(dǎo)體。進(jìn)一步地,所述天線(xiàn)為折合振子天線(xiàn)或微帶天線(xiàn)。進(jìn)一步地，所述輻射體包括兩個(gè)子輻射體，每一子輻射體分別通過(guò)一觸點(diǎn)與所述射頻識(shí)別芯片電性連接。進(jìn)一步地，所述輻射體的邊緣處設(shè)有兩個(gè)以上的輻射體通孔，所述反射體上設(shè)有與所述輻射體通孔一一對(duì)應(yīng)的反射體通孔，相應(yīng)的輻射體通孔與反射體通孔之間設(shè)有連接導(dǎo)體。進(jìn)一步地，所述反射體為使用所述電子標(biāo)簽的所述金屬產(chǎn)品。進(jìn)一步地，所述輻射體與所述反射體的連接處設(shè)有導(dǎo)電膠。[0012]進(jìn)一步地，所述輻射體的邊緣處電性連接在所述反射體上。進(jìn)一步地，所述射頻識(shí)別芯片貼在所述輻射體上靠近反射體的一面，所述輻射體上遠(yuǎn)離所述反射體的一面貼有一層用于承載輻射體及芯片的基層。進(jìn)一步地，所述電子標(biāo)簽的厚度為O. 5-5. O毫米。進(jìn)一步地，所述絕緣介質(zhì)為聚四氟乙烯板或空氣。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于，天線(xiàn)為平面形，有利于射頻識(shí)別芯片的定位安裝；結(jié)構(gòu)輕薄小巧，有效降低生產(chǎn)成本，粘貼方便；可以適用于金屬環(huán)境，將本實(shí)用新型安裝在金屬產(chǎn)品上，可以將整個(gè)金屬產(chǎn)品作為本實(shí)用新型中的天線(xiàn)的一部分，有效降低了生產(chǎn)成本，且適當(dāng)增強(qiáng)了電磁波的強(qiáng)度，防止金屬產(chǎn)品形成電磁屏蔽，防止磁場(chǎng)衰減。

附圖I是本實(shí)用新型電子標(biāo)簽實(shí)施例I的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2是本實(shí)用新型電子標(biāo)簽實(shí)施例I的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；附圖3是本實(shí)用新型電子標(biāo)簽實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖4是本實(shí)用新型電子標(biāo)簽實(shí)施例2的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；主要部件標(biāo)識(shí)I、射頻識(shí)別芯片，21、輻射體，22、反射體，23、絕緣介質(zhì)，24、基層，211、輻射體通孔,221、反射體通孔，
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施和優(yōu)點(diǎn)作進(jìn)一步闡釋。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例I如圖I、圖2所示為一種可用于金屬產(chǎn)品的電子標(biāo)簽，圖中包括射頻識(shí)別芯片I和天線(xiàn)。天線(xiàn)包括輻射體21和反射體22，輻射體21與射頻識(shí)別芯片I相連接，輻射體21與反射體22之間設(shè)有絕緣介質(zhì)23，輻射體21的邊緣處與反射體22電性連接。輻射體21與反射體22的材質(zhì)皆為導(dǎo)體，優(yōu)選金屬材質(zhì)，本實(shí)用新型在使用中將所述電子標(biāo)簽的反射體22貼到金屬產(chǎn)品上。一般情況輻射體21在靠近金屬平面無(wú)法工作，但是當(dāng)輻射體21和反射體22在兩邊導(dǎo)電連接時(shí)等效為折合振子結(jié)構(gòu)，金屬平面連同反射體22看成是折合振子的一臂，折合振子具有較高的輻射阻抗和輻射效率。半波對(duì)稱(chēng)振子是一種廣泛使用的天線(xiàn)，兩臂長(zhǎng)度相等的振子叫做對(duì)稱(chēng)振子；每臂長(zhǎng)度為四分之一波長(zhǎng)、全長(zhǎng)為二分之一波長(zhǎng)的振子，稱(chēng)半波對(duì)稱(chēng)振子；折合振子是一種異型半波對(duì)稱(chēng)振子，可看成是將全波對(duì)稱(chēng)振子折合成一個(gè)窄長(zhǎng)的矩形框，并把全波對(duì)稱(chēng)振子的兩個(gè)端點(diǎn)相疊，這個(gè)窄長(zhǎng)的矩形框稱(chēng)為折合振子，折合振子的長(zhǎng)度也是為二分之一波長(zhǎng)，故稱(chēng)為半波折合振子。本實(shí)用新型中，輻射體21和反射體22皆為矩形，保證其形狀與折合振子一致，可以充分利用材料。當(dāng)反射體22和背部金屬均較小時(shí)，標(biāo)簽有著全向的方向圖；當(dāng)反射體和背部金屬較大時(shí)，天線(xiàn)的方向圖指向輻射體21向上的一面。絕緣介質(zhì)23優(yōu)選聚四氟乙烯板，具體地說(shuō)，為介電常數(shù)為2. 65，損耗角正切為0.005的聚四氟乙烯板。射頻識(shí)別芯片I通過(guò)兩個(gè)觸點(diǎn)11、12 (射頻輸入和輸出端)與輻射體21相連接。輻射體21包括兩個(gè)子輻射體，每個(gè)輻射體的長(zhǎng)度L遵循公式/ = c/[2(2i + wK/(沙+ 1)/2](考慮介電常數(shù)對(duì)頻率影響)，f是工作頻率，w是輻射體寬度，ε r是相對(duì)介電常數(shù)。每一子輻射體分別通過(guò)一觸點(diǎn)212與射頻識(shí)別芯片I相連接。此結(jié)構(gòu)的天線(xiàn)可以通過(guò)傳輸線(xiàn)理論來(lái)理解，我們知道微帶天線(xiàn)可以用等效傳輸線(xiàn)理論分析，此時(shí)傳輸線(xiàn) 雙邊開(kāi)路，微帶天線(xiàn)可以看成是間距半個(gè)波長(zhǎng)的縫隙天線(xiàn)陣，有效增強(qiáng)了輻射效果。此實(shí)用新型中我們將天線(xiàn)視為雙邊短路加載的傳輸線(xiàn)，形成一個(gè)閉合回路，則天線(xiàn)上具有兩種電流模式，傳輸線(xiàn)模式和對(duì)稱(chēng)陣子模式，傳輸線(xiàn)模式的電流相距很近且方向相反，相互抵消，對(duì)稱(chēng)陣子的電流方向相同，增強(qiáng)輻射效果。輻射體21與反射體22的連接處可以稱(chēng)之為金屬連接器，縮小金屬連接器可以達(dá)到縮小天線(xiàn)尺寸的目的，在金屬連接器的位置TMlO模式的電場(chǎng)等于零。當(dāng)金屬連接器比輻射片寬度窄時(shí)，天線(xiàn)的有效電感會(huì)增加且共振頻率會(huì)低于傳統(tǒng)的短路針加載微帶天線(xiàn)，所以縮小金屬連接器的寬度，能夠進(jìn)一步縮小天線(xiàn)尺寸。在本實(shí)施例中，輻射體21的邊緣處設(shè)有兩個(gè)以上的輻射體通孔211，反射體22上設(shè)有與輻射體通孔211 —一對(duì)應(yīng)的反射體通孔221，相應(yīng)的輻射體通孔211與反射體通孔221之間設(shè)有連接導(dǎo)體(圖未示)，即金屬連接器。優(yōu)選地，用加熱后的液態(tài)金屬(如氯化銅)作為輻射體通孔211與反射體通孔221的連接導(dǎo)體，導(dǎo)通效果好，不同通孔間互不干擾。在本實(shí)施例中，輻射體21與反射體22的連接點(diǎn)，以及輻射體21與射頻識(shí)別芯片I的連接點(diǎn)，這兩點(diǎn)間的距離為該折合振子天線(xiàn)工作中波長(zhǎng)的一半，該工作波長(zhǎng)與射頻識(shí)別芯片I的工作頻率及絕緣介質(zhì)23的介電常數(shù)有關(guān)。本實(shí)用新型中電子標(biāo)簽的厚度為O. 5-2. O毫米，優(yōu)選I. O毫米以下的標(biāo)簽。本實(shí)用新型整個(gè)天線(xiàn)的尺寸大小為加大天線(xiàn)地板的尺寸天線(xiàn)的效率可以達(dá)到50%，增益I. 2dBi。經(jīng)實(shí)際測(cè)試在讀寫(xiě)器功率為30dBm，讀寫(xiě)器天線(xiàn)增益12dBi，標(biāo)簽在背面貼有巨大反射板的條件下，標(biāo)簽的讀取距離達(dá)到12m，性?xún)r(jià)比超過(guò)國(guó)內(nèi)外同類(lèi)標(biāo)簽。實(shí)施例2如圖3、圖4所示為可用于金屬產(chǎn)品的電子標(biāo)簽的又一實(shí)施例，本實(shí)施例中大部分技術(shù)方案與實(shí)施例I相同，其區(qū)別技術(shù)特征在于，輻射體21與反射體22的連接處設(shè)有導(dǎo)電膠3，具體地說(shuō)，兩個(gè)連接處都設(shè)有導(dǎo)電膠3，輻射體21的邊緣處連接在反射體22上，使得輻射體21與反射體22通過(guò)導(dǎo)電膠3導(dǎo)通。此導(dǎo)電膠3就相當(dāng)于實(shí)例I中的短路加載，只是在工藝上有一點(diǎn)區(qū)別，其電路導(dǎo)通效果相同。射頻識(shí)別芯片I貼在輻射體21上靠近反射體22的一面，輻射體21上遠(yuǎn)離反射體22的一面貼有一層用于承載輻射體及芯片的基層24，輻射體21與反射體22之間設(shè)有絕緣介質(zhì)23，絕緣介質(zhì)23為空氣。輻射體21與反射體22的連接處可以稱(chēng)之為金屬連接器，本實(shí)施例中即為導(dǎo)電膠。減小導(dǎo)電膠敷設(shè)寬度就相當(dāng)于縮小金屬連接器寬度可以達(dá)到縮小天線(xiàn)尺寸的目的，在金屬連接器的位置TMlO模式的電場(chǎng)等于零。當(dāng)金屬連接器比輻射片寬度窄時(shí)，天線(xiàn)的有效電感會(huì)增加且共振頻率會(huì)低于傳統(tǒng)的短路針加載微帶天線(xiàn)，所以縮小金屬連接器的寬度，能夠進(jìn)一步縮小天線(xiàn)尺寸。本實(shí)施例中的電子標(biāo)簽，在一定程度上加高了標(biāo)簽的厚度，這種標(biāo)簽的厚度為
2.0-5. O毫米，但其優(yōu)點(diǎn)在于，芯片置于標(biāo)簽內(nèi)部，可以得到保護(hù)，不易損壞。[0040]以上僅是本實(shí)用新型的具體應(yīng)用范例，對(duì)本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不構(gòu)成任何限
制。除上述實(shí)施例外，本實(shí)用新型還可以有其它實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型所要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種可用于金屬產(chǎn)品的電子標(biāo)簽，包括射頻識(shí)別芯片和天線(xiàn)，其特征在于，所述天線(xiàn)包括輻射體和反射體，所述輻射體與所述射頻識(shí)別芯片相連接，所述輻射體與所述反射體之間設(shè)有絕緣介質(zhì)，所述輻射體與所述反射體電性連接，所述輻射體與所述反射體的材質(zhì)皆為導(dǎo)體。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種可用于金屬產(chǎn)品的電子標(biāo)簽，其特征在于，所述天線(xiàn)為折合振子天線(xiàn)或微帶天線(xiàn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種可用于金屬產(chǎn)品的電子標(biāo)簽，其特征在于，所述輻射體包括兩個(gè)子輻射體，每一子輻射體分別通過(guò)一觸點(diǎn)與所述射頻識(shí)別芯片電性連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種可用于金屬產(chǎn)品的電子標(biāo)簽，其特征在于，所述輻射體的邊緣處設(shè)有兩個(gè)以上的輻射體通孔，所述反射體上設(shè)有與所述輻射體通孔一一對(duì)應(yīng)的反射體通孔，相應(yīng)的輻射體通孔與反射體通孔之間設(shè)有連接導(dǎo)體。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種可用于金屬產(chǎn)品的電子標(biāo)簽，其特征在于，所述反射體為使用所述電子標(biāo)簽的所述金屬產(chǎn)品。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或5所述的一種可用于金屬產(chǎn)品的電子標(biāo)簽，其特征在于，所述輻射體與所述反射體的連接處設(shè)有導(dǎo)電膠。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種可用于金屬產(chǎn)品的電子標(biāo)簽，其特征在于，所述輻射體的邊緣處電性連接在所述反射體上。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種可用于金屬產(chǎn)品的電子標(biāo)簽，其特征在于，所述射頻識(shí)別芯片貼在所述輻射體上靠近反射體的一面，所述輻射體上遠(yuǎn)離所述反射體的一面貼有一層用于承載輻射體及芯片的基層。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種可用于金屬產(chǎn)品的電子標(biāo)簽，其特征在于，所述電子標(biāo)簽的厚度為O. 5-5. O毫米。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種可用于金屬產(chǎn)品的電子標(biāo)簽，其特征在于，所述絕緣介質(zhì)為聚四氟乙烯板或空氣。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供一種可用于金屬產(chǎn)品的電子標(biāo)簽，包括射頻識(shí)別芯片和天線(xiàn)，所述天線(xiàn)包括輻射體和反射體，所述輻射體與所述射頻識(shí)別芯片相連接，所述輻射體與所述反射體之間設(shè)有絕緣介質(zhì)，所述輻射體在其邊緣處與所述反射體相連接，所述輻射體與所述反射體的材質(zhì)皆為金屬材質(zhì)。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于，天線(xiàn)為平面形，有利于射頻識(shí)別芯片的定位安裝；結(jié)構(gòu)輕薄小巧，有效降低生產(chǎn)成本，粘貼方便；可以適用于金屬環(huán)境，將本實(shí)用新型安裝在金屬產(chǎn)品上，可以將整個(gè)金屬產(chǎn)品作為本實(shí)用新型中的天線(xiàn)的一部分，有效降低了生產(chǎn)成本，且適當(dāng)增強(qiáng)了電磁波的強(qiáng)度，減弱金屬對(duì)射頻信號(hào)及標(biāo)簽阻抗的影響。
文檔編號(hào)G06K19/077GK202736106SQ20122043749
公開(kāi)日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月30日
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