發(fā)送應(yīng)答器標簽的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種發(fā)送應(yīng)答器標簽，該發(fā)送應(yīng)答器標簽包括匹配網(wǎng)絡(luò)，該匹配網(wǎng)絡(luò)具有發(fā)送應(yīng)答器IC和電路結(jié)構(gòu)，包括與匹配網(wǎng)絡(luò)電磁耦合的輻射器、用于接納匹配網(wǎng)絡(luò)和輻射器的絕緣的電路載體，其中，在電路載體的第一側(cè)上設(shè)置有所述匹配網(wǎng)絡(luò)，多個輻射器設(shè)置在電路載體的第二側(cè)上，使得輻射器的第一部分區(qū)域覆蓋電路結(jié)構(gòu)的至少一個部分區(qū)域，并且電路結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的輻射器分別非電流地相互連接。
【專利說明】發(fā)送應(yīng)答器標簽
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種發(fā)送應(yīng)答器標簽，該發(fā)送應(yīng)答器標簽包括匹配網(wǎng)絡(luò)，該匹配網(wǎng)絡(luò)具有發(fā)送應(yīng)答器IC和電路結(jié)構(gòu)；包括與匹配網(wǎng)絡(luò)電磁耦合的輻射器以及用于接納匹配網(wǎng)絡(luò)和輻射器的、絕緣的電路載體。
【背景技術(shù)】
[0002]基于無線電的、通過使用RFID技術(shù)(無線射頻識別)的物體識別的發(fā)展，其特征在于，致力于這樣構(gòu)建需要安裝在物體上的和被稱為發(fā)送應(yīng)答器的系統(tǒng)組件，使得能夠以最小的耗費達到盡可能大的有效范圍。較舊的系統(tǒng)以幾個kHz (例如125kHz)直至幾個MHz(13.56MHz)的低頻率范圍工作。這些系統(tǒng)由于大的波長利用磁場來耦合讀出站和發(fā)送應(yīng)答器的通訊。與此相應(yīng)地，有效范圍是小的。
[0003]利用過渡到UHF范圍(860/915MHZ)或者微波范圍(2.4GHz)中來達到有效范圍的的顯著提高。這里波長為30cm或者12.5cm。與此相應(yīng)地，天線是更小的并且作為電磁波的傳播在顯著更小的距離內(nèi)給出，從而有效范圍也變得更大。
[0004]此外，公開文獻DE 11 2008 000 065 T5中是發(fā)送應(yīng)答器單元的基本結(jié)構(gòu)，該發(fā)送應(yīng)答器單元包括設(shè)計用于無線通訊的1C、在其上施加有電源電路的電源電路基板，該電源電路主要包括感應(yīng)的導體回線和必要時包括電容，兩個組件與其連接成一個振蕩電路，以及該發(fā)送應(yīng)答器單元包括輻射板，該輻射板與振蕩電路基本上磁耦合。
[0005]由DE 10 2005 042 444 Al已知一種發(fā)送應(yīng)答器標簽，該發(fā)送應(yīng)答器標簽一方面具有帶有發(fā)送應(yīng)答器IC和電路結(jié)構(gòu)的匹配網(wǎng)絡(luò)以及另一方面具有與匹配網(wǎng)絡(luò)耦合的輻射器。匹配網(wǎng)絡(luò)和輻射器安裝在構(gòu)成為基質(zhì)薄膜的絕緣的電路載體的同一平側(cè)上。匹配網(wǎng)絡(luò)的電路結(jié)構(gòu)用作初級天線，而輻射器用作次級天線。因此，初級天線和次級天線在同一平面內(nèi)延伸，其中，通過所述初級天線和次級天線沿基質(zhì)薄膜的延伸方向間隔開距離，關(guān)于這樣構(gòu)成的振蕩電路的諧振頻率進行匹配。
[0006]在已知的發(fā)送應(yīng)答器標簽上不利的是，諧振曲線是相對窄帶的，從而讀出特性在環(huán)境影響、如例如天氣變化時可能變差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]因此，本發(fā)明的任務(wù)在于，進一步改進發(fā)送應(yīng)答器標簽，使得在UHF范圍內(nèi)按照簡單的方式達到高的讀出有效范圍，其中，給出擴大的寬頻帶性以及保證穩(wěn)定的傳輸特性。
[0008]為了解決該任務(wù)，本發(fā)明與權(quán)利要求1的前序部分相結(jié)合，其特征在于，所述匹配網(wǎng)絡(luò)設(shè)置在電路載體的第一側(cè)上，多個輻射器設(shè)置在電路載體的第二側(cè)上，使得輻射器的第一部分區(qū)域覆蓋電路結(jié)構(gòu)的至少一個部分區(qū)域，以及電路結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的輻射器分別非電流地相互連接。
[0009]本發(fā)明的一項特別的優(yōu)點在于，創(chuàng)造一種發(fā)送應(yīng)答器標簽，該發(fā)送應(yīng)答器標簽不僅具有高的讀出有效范圍而且具有穩(wěn)定的傳輸特性，這些傳輸特性基本上與環(huán)境影響無關(guān)。本發(fā)明一方面規(guī)定多個輻射器(次級天線)的布置結(jié)構(gòu)，這些輻射器關(guān)于絕緣的電路載體的延伸平面與匹配網(wǎng)絡(luò)的電路結(jié)構(gòu)(初級天線)重疊地設(shè)置。在一方面輻射器和另一方面電路結(jié)構(gòu)之間的耦合或者與所希望的諧振頻率的匹配決定性地通過沿橫向于電路載體的延伸的方向形成的距離來進行，該距離通過電路載體的橫向延伸的選擇或者設(shè)計來確定。按照本發(fā)明的另一種實施形式，當輻射器的部分區(qū)域和電路結(jié)構(gòu)的部分區(qū)域上下重疊地處于對準，其中，在相應(yīng)的部分區(qū)域之間的距離通過電路載體和必要時其他的絕緣層的厚度所預定時，則達到最佳的傳輸特性。因此，電路載體厚度可以被用于振蕩電路的電容調(diào)整。此外，一方面電路結(jié)構(gòu)和另一方面輻射器的相對定位能夠公差較少地進行。
[0010]按照本發(fā)明的一種優(yōu)選的實施形式，匹配網(wǎng)絡(luò)直接設(shè)置在同一個電路載體的第一平側(cè)上并且輻射器直接設(shè)置在同一個電路載體的對置的第二平側(cè)上。因此，電路載體在兩側(cè)設(shè)有電構(gòu)件。由此可以有利地保證緊湊的構(gòu)造。此外能實現(xiàn)改善的、用于將發(fā)送應(yīng)答器標簽集成在空心柱體內(nèi)的可卷曲性。
[0011]按照本發(fā)明的另一種實施形式，所述電路載體可以具有多個相互平行地延伸的基質(zhì)薄膜，其中，在該電路載體的第一平側(cè)上設(shè)置有電路結(jié)構(gòu)并且在該電路載體的第二平側(cè)上設(shè)置有輻射器。由此能夠提高每一電路結(jié)構(gòu)的輻射器的數(shù)量，這點導致改善的傳輸特性。必要時，在接納匹配網(wǎng)絡(luò)的平面和接納輻射器的平面之間延伸的電路載體可以包括一個或多個基質(zhì)薄膜。例如所述基質(zhì)薄膜之一可以用于接納其他的電構(gòu)件。電容高度調(diào)整通過所述基質(zhì)薄膜的材料或者通過所述基質(zhì)薄膜的厚度進行。
[0012]本發(fā)明的其他優(yōu)點由其他從屬權(quán)利要求得出。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]借助附圖更詳細地闡述本發(fā)明的實施例。圖中:
[0014]圖1示出按照第一實施形式的發(fā)送應(yīng)答器標簽的俯視圖；
[0015]圖2示出按照圖1的發(fā)送應(yīng)答器標簽的縱剖視圖；
[0016]圖3示出一個多層的發(fā)送應(yīng)答器標簽的縱剖視圖；
[0017]圖4示出帶有一個附加的構(gòu)件的發(fā)送應(yīng)答器的縱剖視圖；
[0018]圖5a示出匹配網(wǎng)絡(luò)的俯視圖；
[0019]圖5b示出按照另一種實施形式的發(fā)送應(yīng)答器標簽的俯視圖；
[0020]圖5c示出按照另一種實施形式的發(fā)送應(yīng)答器標簽的俯視圖；
[0021]圖5d示出按照另一種實施形式的發(fā)送應(yīng)答器標簽的俯視圖；
[0022]圖5e示出發(fā)送應(yīng)答器標簽的透視圖；
[0023]圖5f示出按照另一種實施形式的發(fā)送應(yīng)答器標簽的俯視圖；
[0024]圖5g示出按照另一種實施形式的發(fā)送應(yīng)答器標簽的俯視圖；以及
[0025]圖5h示出按照另一種實施形式的發(fā)送應(yīng)答器標簽的俯視圖。
【具體實施方式】
[0026]發(fā)送應(yīng)答器標簽I主要包括匹配網(wǎng)絡(luò)2和一定數(shù)量的輻射器3、3’。
[0027]匹配網(wǎng)絡(luò)2具有發(fā)送應(yīng)答器IC4 (芯片)和電路結(jié)構(gòu)5 (初級天線)。在當前的實施例中，初級天線4矩形地或者方形地延伸。[0028]根據(jù)本發(fā)明的按照圖1和2的第一實施形式，匹配網(wǎng)絡(luò)2設(shè)置在電絕緣的電路載體7的第一平側(cè)6上。電路載體7例如可以構(gòu)成為柔性的基質(zhì)薄膜，匹配網(wǎng)絡(luò)2通過壓印或者通過蝕刻施加在該基質(zhì)薄膜上。在基質(zhì)薄膜7的對置的第二平側(cè)8上通過例如壓印施加有次級天線3、3’。
[0029]次級天線3、3’分別具有一個面導體區(qū)段9和一個回線導體區(qū)段10，這些面導體區(qū)段和回線導體區(qū)段在一個共同的平面內(nèi)延伸，其中，回線導體區(qū)段10設(shè)置在靠近電路結(jié)構(gòu)5的內(nèi)側(cè)上?；鼐€導體區(qū)段10的端部構(gòu)成次級天線3、3’的第一部分區(qū)域11，該第一部分區(qū)域覆蓋初級天線5的一個部分區(qū)域12。
[0030]初級天線5的部分區(qū)域12和次級天線3、3’的第一部分區(qū)域11分別構(gòu)成導電的天線區(qū)段，其中，一方面輻射器3、3’的第一部分區(qū)域11和另一方面電路結(jié)構(gòu)5的部分區(qū)域12的距離等于基質(zhì)薄膜7的厚度d。因此，用于發(fā)送應(yīng)答器標簽I的振蕩電路的諧振頻率的電容調(diào)整基本上通過基質(zhì)薄膜7的材料和基質(zhì)薄膜7的厚度d來確定。
[0031]一方面輻射器3、3’的第一部分區(qū)域11和另一方面電路結(jié)構(gòu)5的部分區(qū)域12優(yōu)選相互對準地設(shè)置，亦即，在構(gòu)成距離d的情況下沿橫向于基質(zhì)薄膜7或者匹配網(wǎng)絡(luò)2的延伸的方向設(shè)置。
[0032]次級天線3、3’具有相同的形狀，其中，各次級天線的端部11分別與初級天線的對置的端部12疊合地、上下重疊地設(shè)置。
[0033]第一輻射器3、第二輻射器3’以及電路結(jié)構(gòu)5非電流地相互連接。一方面輻射器
3、3’和另一方面電路結(jié)構(gòu)5之間僅存在一個用于形成為傳輸所需要的諧振頻率的電磁耦
八
口 ο
[0034]如由圖2可看出，匹配網(wǎng)絡(luò)2處在電路載體7的第一側(cè)13上并且次級天線3、3’處在電路載體7的第二側(cè)14上
[0035]如由按照圖4的備選的實施形式可得出，電路載體15也可以通過兩個基質(zhì)薄膜
16、16’構(gòu)成。附加的基質(zhì)薄膜16’例如可以用于接納另一個電構(gòu)件17。諧振匹配(如在上述的實施例)通過沿橫向于基質(zhì)薄膜16、16’的方向由一方面次級天線3、3’到另一方面初級天線5的距離d’來進行。
[0036]各實施例的相同構(gòu)件或者構(gòu)件功能配置有相同的附圖標記。
[0037]根據(jù)本發(fā)明的按照圖2的另一實施形式，在匹配網(wǎng)絡(luò)2的兩個平側(cè)上可以連接電路載體18 (基質(zhì)薄膜)，在所述電路載體的背離匹配網(wǎng)絡(luò)2的側(cè)面上連接有輻射器3、3’以及輻射器3’’、3"'。由此產(chǎn)生帶有四個次級天線3、3’、3"、3"'的布置結(jié)構(gòu)，這點導致改善的傳輸性能。
[0038]以下的實施方式涉及其他的圖5a至5h。
[0039]本發(fā)明規(guī)定一種發(fā)送應(yīng)答器標簽，該發(fā)送應(yīng)答器標簽包括帶有施加的電路結(jié)構(gòu)和發(fā)送應(yīng)答器IC以及帶有至少兩個磁耦合的輻射器(天線)的載體，其中，所述電路結(jié)構(gòu)被施加在柔性的載體(1-100)上并且輻射器(1-200)包括至少兩個相互分開的基體，這些基體在電路結(jié)構(gòu)附近設(shè)置在不同的部位上并且構(gòu)成至少兩個電場并且與電路結(jié)構(gòu)非電流地相互連接。
[0040]當輻射器由有機結(jié)構(gòu)構(gòu)成或者構(gòu)成為絲體(1-400)或體積體(1-500)時，產(chǎn)生一種特別的實施方式。在圖5c中，輻射器構(gòu)成為面。相應(yīng)的端部與電路結(jié)構(gòu)通過電磁場耦合。[0041]按照圖5f，輻射器也可以構(gòu)成為面狀的螺旋。有利地，電路結(jié)構(gòu)附加地以諧振運行。
[0042]按照圖5g可以僅將輻射器(1-700)的端部粘接在金屬上。備選地也可以將輻射器(1-800)整面地粘接在金屬上。
[0043]應(yīng)用可能性之一是將電路結(jié)構(gòu)和輻射器完全噴入或者注入到彈性的或堅固的塑料中。由此能夠制造特別小的且有效的結(jié)構(gòu)，發(fā)送應(yīng)答器功能在這些結(jié)構(gòu)中實現(xiàn)。備選地，發(fā)送應(yīng)答器標簽也可以被弓丨入到堅固的包套內(nèi)。
[0044]發(fā)送應(yīng)答器標簽可以構(gòu)成為繞其縱向軸線或者繞其橫向軸線彎曲的，從而發(fā)送應(yīng)答器標簽可以被彎曲、注型或者噴濺或者包套。
【權(quán)利要求】
1.發(fā)送應(yīng)答器標簽，包括 —匹配網(wǎng)絡(luò)(2)，該匹配網(wǎng)絡(luò)具有發(fā)送應(yīng)答器IC (4)和電路結(jié)構(gòu)(5)， —與匹配網(wǎng)絡(luò)(2)電磁耦合的輻射器(3、3’、3〃、3"')， —用于接納匹配網(wǎng)絡(luò)(2)和輻射器(3、3’、3〃、3〃’ )的絕緣的電路載體(5、15、16、16，,18), 其特征在于: —所述匹配網(wǎng)絡(luò)(2)設(shè)置在電路載體(7、15、17)的第一側(cè)(13)上， —多個輻射器(3、3’、3〃、3"')設(shè)置在電路載體(5)的第二側(cè)(14)上，使得輻射器(3、3’、3〃、3〃’ )的第一部分區(qū)域(11)覆蓋電路結(jié)構(gòu)(5)的至少一個部分區(qū)域(12)，以及 —電路結(jié)構(gòu)(5)和相應(yīng)的輻射器(3、3’、3〃、3〃’)分別非電流地相互連接。
2.按照權(quán)利要求1所述的發(fā)送應(yīng)答器標簽，其特征在于，所述輻射器(3、3’、3"、3"’)的第一部分區(qū)域(11)相對于電路結(jié)構(gòu)(5)的所述部分區(qū)域(12)以如下距離設(shè)置，該距離等于電路載體(5、15、16、16’、18)的厚度(d、d’)。
3.按照權(quán)利要求1 或2所述的發(fā)送應(yīng)答器標簽，其特征在于，所述輻射器(3、3’、3"、3"')的第一部分區(qū)域(11)橫向于電路載體(5)的延伸方向與電路結(jié)構(gòu)(5)的所述部分區(qū)域(12)間隔開距離地設(shè)置。
4.按照權(quán)利要求1至3之一所述的發(fā)送應(yīng)答器標簽，其特征在于，所述絕緣的電路載體(5)包括基質(zhì)薄膜(7、18)，在該基質(zhì)薄膜的第一平側(cè)(6)上設(shè)置有所述匹配網(wǎng)絡(luò)(2)并且在該電路載體的第二平側(cè)(8)上設(shè)置有所述輻射器(3、3’、3〃、3"')。
5.按照權(quán)利要求1至4之一所述的發(fā)送應(yīng)答器標簽，其特征在于，所述電路載體(5)具有多個相互平行地延伸的基質(zhì)薄膜(18)，在該電路載體的第一平側(cè)(6)上設(shè)置有所述電路結(jié)構(gòu)(5)并且在該電路載體的第二平側(cè)(8)上設(shè)置有所述輻射器(3、3’、3〃、3"，)。
6.按照權(quán)利要求5所述的發(fā)送應(yīng)答器標簽，其特征在于，在所述匹配網(wǎng)絡(luò)(2)的延伸平面和所述輻射器(3、3’、3〃、3"，)的延伸平面之間設(shè)置有一個或多個基質(zhì)薄膜(16、16’)。
7.按照權(quán)利要求1至6之一所述的發(fā)送應(yīng)答器標簽，其特征在于，所述輻射器(3、3’、3〃、3"')的第一部分區(qū)域(11)和電路結(jié)構(gòu)(5)的配置給該第一部分區(qū)域的所述部分區(qū)域(12)通過導電的天線區(qū)段構(gòu)成。
8.按照權(quán)利要求1至7之一所述的發(fā)送應(yīng)答器標簽，其特征在于，所述輻射器(3、3’、3〃、3"，)由導電的結(jié)構(gòu)或者導電的有機結(jié)構(gòu)構(gòu)成并且構(gòu)成為結(jié)構(gòu)化的面(1-300)和/或構(gòu)成為絲體(1-400)。
9.按照權(quán)利要求1至8之一所述的發(fā)送應(yīng)答器標簽，其特征在于，所述絕緣的電路載體由柔性的和/或剛性的、絕緣的材料制成。
10.按照權(quán)利要求1至9之一所述的發(fā)送應(yīng)答器標簽，其特征在于，所述輻射器構(gòu)成為體積體(1-500)，其中，所述體積體(1-500)的面積、直徑和長度是可變的。
11.按照權(quán)利要求1至10之一所述的發(fā)送應(yīng)答器標簽，其特征在于，選擇所述輻射器的長度，使得這些長度總共等于發(fā)送應(yīng)答器標簽的工作頻率的波長的八分之一或者總共等于該八分之一波長的四倍。
12.按照權(quán)利要求11所述的發(fā)送應(yīng)答器標簽，其特征在于，所述輻射器構(gòu)成為體積體或者螺旋線(1-600)，并且制造螺旋線(1-600)的材料是圓的或有角的絲或者是彈簧絲。
13.按照權(quán)利要求1至12之一所述的發(fā)送應(yīng)答器標簽，其特征在于，所述發(fā)送應(yīng)答器標簽(I)構(gòu)造成平的或彎曲的面或管體，其中，所述發(fā)送應(yīng)答器標簽利用絕緣材料注型或者噴派或者包套。
14.按照權(quán)利要求13所述的發(fā)送應(yīng)答器標簽，其特征在于，注型的或包套的形狀是橫截面為圓形或多邊形的柱體，并且各壁不僅構(gòu)造成光滑的而且構(gòu)造成帶有支撐，從而這些壁能被加工為銷。
15.按照權(quán)利要求14所述的發(fā)送應(yīng)答器標簽，其特征在于，所述柱體具有標準化的、帶有外側(cè)的被施加的螺紋的螺釘系列的直徑。
16.按照權(quán)利要求13和14所述的發(fā)送應(yīng)答器標簽，其特征在于，注型材料或者包套是彈性的。
17.按照權(quán)利要求1至16之一所述的發(fā)送應(yīng)答器標簽，其特征在于，卷繞成螺旋線的絲僅部分地卷繞成螺旋形并且相應(yīng)的絲端部沿直的軸向的或徑向的方向進一步地被直地引導。
18.按照權(quán)利要求1至17之一所述的發(fā)送應(yīng)答器，其特征在于，該發(fā)送應(yīng)答器在至少兩個端部(1-700)上粘接在金屬面上。
19.按照權(quán)利要求1至18之一所述的發(fā)送應(yīng)答器，其特征在于，所述發(fā)送應(yīng)答器整面地粘接在金屬上。
20.按照權(quán)利要求1至19之一所述的發(fā)送應(yīng)答器，其特征在于，耦合到電路載體上的輻射器在相對置的端部上通過電場相互`耦合。
【文檔編號】H01Q1/22GK103430195SQ201280014524
【公開日】2013年12月4日 申請日期:2012年3月23日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月23日
【發(fā)明者】J·文迪施 申請人:塔吉特隆有限公司