一種超寬頻帶電子標(biāo)簽的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及無(wú)線(xiàn)射頻識(shí)別(RFID)領(lǐng)域，提供了一種超寬頻帶電子標(biāo)簽。該標(biāo)簽包括天線(xiàn)、芯片和基板，所述基板呈矩形設(shè)置，收容所述天線(xiàn)和芯片。本發(fā)明超寬頻帶電子標(biāo)簽的短路環(huán)可方便地調(diào)節(jié)天線(xiàn)的阻抗，頂端加載的特殊設(shè)計(jì)可極大地增大天線(xiàn)的帶寬。使用時(shí)通過(guò)固化作用將芯片固定于基材并形成一體，藉由此等結(jié)構(gòu)及其結(jié)合，便實(shí)現(xiàn)了讀寫(xiě)距離遠(yuǎn)及適用場(chǎng)合多的超寬帶電子標(biāo)簽。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種超寬頻帶電子標(biāo)簽
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明涉及一款超寬頻帶電子標(biāo)簽，屬微波通訊【技術(shù)領(lǐng)域】，適用800MHz?1200MHz頻率范圍內(nèi)的射頻識(shí)別
【背景技術(shù)】
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[0002]近年來(lái)隨著RFID的發(fā)展，電子標(biāo)簽已廣泛應(yīng)用于物流業(yè)、零售業(yè)及交通業(yè)等諸多領(lǐng)域，其有效地提高了管理效率，并大大節(jié)約了人力成本。在智能交通管理中要求電子標(biāo)簽具有不可拆卸性及唯一性的特點(diǎn)，陶瓷材料具有優(yōu)良的電絕緣、高導(dǎo)熱、耐高溫等特性，由于易碎而具有防拆卸特性。因而陶瓷電子標(biāo)簽被廣泛地作為車(chē)輛電子標(biāo)簽應(yīng)用在智能交通管理中，但由于陶瓷基材介電常數(shù)高，正切損耗大，導(dǎo)致天線(xiàn)的Q值過(guò)高，帶寬過(guò)窄，使標(biāo)簽在使用中有一定的局限性。針對(duì)這些問(wèn)題，本發(fā)明使用三氧化二鋁純陶瓷基材作為載體，設(shè)計(jì)了一款超寬頻帶的電子標(biāo)簽，可以方便的解決上述問(wèn)題。
【發(fā)明內(nèi)容】
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[0003]本發(fā)明的主要目的是提供一款超寬頻帶的電子標(biāo)簽，旨在方便的應(yīng)用于各種不同的環(huán)境中。
[0004]該標(biāo)簽包括天線(xiàn)、芯片和基板，基板呈矩形設(shè)置，收容所述天線(xiàn)和芯片，天線(xiàn)與芯片匹配，天線(xiàn)包括短路環(huán)及偶極子，短路環(huán)位于所述基板的中間，偶極子設(shè)有左臂和右臂，左臂由I個(gè)方波、直臂及頂端加載組成，其中直臂右端與方波的左端相連，直臂左端與頂端加載相連，方波靠近短路環(huán)。左臂的頂端加載為上下對(duì)稱(chēng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)由兩個(gè)方向相反的環(huán)形偶極子構(gòu)成。所述右臂與左臂呈鏡像設(shè)置，右臂的直臂的右端與頂端加載相連，直臂左端與方波的右端相連，右臂的頂端加載與左臂的頂端加載呈鏡像設(shè)置。
[0005]所述天線(xiàn)材質(zhì)包括以下材質(zhì)中的這一種:銅、鋁和銀。
[0006]所述基板的材質(zhì)包括以下材質(zhì)中的一種:易碎紙、PVC、ABS、PET、PI或陶瓷A1203、A1N。
[0007]所述短路環(huán)的形狀包括以下形狀中的一種:矩形、方形、多邊形、1/2圓形、橢圓形或圓形。
[0008]所述頂端加載的環(huán)形偶極子的環(huán)形走向包括以下形狀中的一種:矩形，方形、梯形、弧形、折線(xiàn)形、多邊形、圓形或橢圓弧形。
[0009]所述基板的尺寸范圍為長(zhǎng)50_?100mm,寬30mm?60mm。
[0010]本發(fā)明寬頻帶電子標(biāo)簽中，天線(xiàn)設(shè)置有短路環(huán)及偶極子，其中偶極子設(shè)有左臂和右臂，所述左臂由I個(gè)方波、直臂及頂端加載組成，其中直臂右端與方波的左端相連，直臂左端與頂端加載相連，方波靠近短路環(huán)。左臂的頂端加載為上下對(duì)稱(chēng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)由兩個(gè)方向相反的環(huán)形偶極子構(gòu)成。所述右臂與左臂呈鏡像設(shè)置，右臂的直臂的右端與頂端加載相連，直臂左端與方波的右端相連，右臂的頂端加載與左臂的頂端加載呈鏡像設(shè)置。通過(guò)調(diào)整直臂和頂端加載的尺寸可以方便的調(diào)節(jié)天線(xiàn)工作的頻率，通過(guò)調(diào)整頂端加載的兩個(gè)環(huán)形偶極子的尺寸來(lái)調(diào)整天線(xiàn)的帶寬，從而使天線(xiàn)能工作在一個(gè)較寬的頻率范圍內(nèi)，使天線(xiàn)能應(yīng)用在不同的環(huán)境中，并且調(diào)整短路環(huán)的尺寸和頂端加載的尺寸調(diào)節(jié)天線(xiàn)的阻抗，使天線(xiàn)阻抗與芯片共軛，使標(biāo)簽輸出最大功率，從而進(jìn)一步達(dá)到延長(zhǎng)讀寫(xiě)距離的目的。
【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】
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[0011]圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中寬頻帶電子標(biāo)簽的結(jié)構(gòu)示意圖【具體實(shí)施方式】:
[0012]此處所描述的具體實(shí)施實(shí)例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0013]參照?qǐng)D1，本實(shí)施例中寬頻帶電子包括天線(xiàn)10、芯片20和基板30，所述基板30呈矩形設(shè)置，用于收容所述天線(xiàn)10和芯片20，其中所述天線(xiàn)10與芯片20匹配，天線(xiàn)10包含偶極子12及短路環(huán)11，所述短路環(huán)11位于所述基板30的中部，所述偶極子12設(shè)有左臂和右臂，所述左臂設(shè)有方波1211、直臂1212、環(huán)向相反的偶極子1213、1214及與偶極子1213、1214上下對(duì)稱(chēng)的偶極予1215、1216。所述右臂方波1221與左臂方波1211鏡像對(duì)稱(chēng)，右臂直臂1222和左臂直臂1212鏡像對(duì)稱(chēng)，所述右臂頂端加載的偶極子1223、1224、1225、1226與左臂頂端加載的偶極子1213、1214、1215、1216鏡像對(duì)稱(chēng)。所述芯片20位于短路環(huán)上距左、右臂兩個(gè)方波距離相同的一點(diǎn)。
[0014]基板30的形狀和尺寸具體要求設(shè)置。例如在一實(shí)施例中，可將基板30設(shè)置成矩形，其尺寸范圍為長(zhǎng)50mm?100mm,寬30mm?60mm?；?0的材質(zhì)可以為以下塑料材質(zhì)中的易碎紙、聚氯乙烯PVC、樹(shù)脂膠ABS、聚對(duì)苯基甲酸乙二醇酯PET、聚酰亞胺PI或陶瓷基板A1203、A1N等。由于基板30材料的介電常數(shù)和厚度影響天線(xiàn)10的傳輸效率，并根據(jù)天線(xiàn)10的尺寸設(shè)置基板30的厚度為0.1?6mm。
[0015]短路環(huán)11的外形可以為1/2圓形、圓形、矩形、方形、多邊形或橢圓形等。參照?qǐng)D1，在已實(shí)施例中，短路環(huán)11的外形為矩形，其位于基板30的中部。
[0016]由于天線(xiàn)10的信號(hào)是靠末端加載部分1213、1214、1215、1216、1223、1224、1225、1226輻射的，而末端加載的兩個(gè)環(huán)向相反的偶極子1213、1214(與其鏡像對(duì)稱(chēng)的1215、1216和1223、1224和1225、1226)的設(shè)計(jì)是為了使天線(xiàn)諧振在兩個(gè)相鄰的頻段，達(dá)到超寬帶效果，末端加載的上下對(duì)稱(chēng)的偶極子1213、1215(與其鏡像對(duì)稱(chēng)的1214、1216和1223、1225和1224,1226)設(shè)計(jì)是為了進(jìn)一步增大天線(xiàn)的帶寬，使天線(xiàn)能應(yīng)用在不同的環(huán)境中。
[0017]在一實(shí)施例中可以通過(guò)調(diào)整短路環(huán)11、及電容加載1213、1214、1215、1216、1223、1224、1225、1226的尺寸來(lái)實(shí)現(xiàn)天線(xiàn)10與芯片20共軛匹配。共軛匹配是指在信號(hào)源給定的情況下，天線(xiàn)阻抗與芯片阻抗共軛，當(dāng)兩者共軛時(shí)輸出功率最大。本實(shí)施例寬頻帶電子標(biāo)簽中天線(xiàn)10與芯片20的共軛匹配是指天線(xiàn)10的阻抗與芯片20的阻抗共軛匹配，從而輸出最大功率。天線(xiàn)10的阻抗與芯片20的阻抗共軛可通過(guò)調(diào)整短路環(huán)11和末端加載1213、1214、1215、1216、1223、1224、1225、1226的尺寸來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如可根據(jù)廠(chǎng)家所標(biāo)簽的大小及材質(zhì)等，變小或變大環(huán)的大小或者寬度從而使天線(xiàn)10的阻抗與芯片20的阻抗共軛，以達(dá)到輸出最大功率的目的。
[0018]上述左臂中設(shè)有方波1211、直臂1212和頂端加載1213、1214、1215、1216，在一實(shí)施例中，還可以通過(guò)調(diào)節(jié)方波1211、直臂1212的尺寸或者頂端加載1213、1214、1215、1216的長(zhǎng)度和寬度來(lái)調(diào)整天線(xiàn)10的工作頻段和帶寬并微調(diào)天線(xiàn)10的阻抗，以適配于超高頻使用范圍并達(dá)到延長(zhǎng)傳輸距離的目的。例如，可以調(diào)整直臂1212的長(zhǎng)度來(lái)調(diào)整工作頻段，使標(biāo)簽的中心頻點(diǎn)落在902?928MHz。在另一實(shí)施例中也可提供過(guò)調(diào)整頂端加載1213、1214、1215、1216來(lái)調(diào)整天線(xiàn)的工作頻段及天線(xiàn)帶寬，以適配于上述超寬帶的超高頻使用范圍。
[0019]天線(xiàn)10的材質(zhì)可以為銅、鋁和銀等，可以通過(guò)蝕刻工藝、沉淀工藝或印刷工藝與基板30固定連接，芯片20既可以采用導(dǎo)電膠將芯片倒封裝在天線(xiàn)10中短路環(huán)11上，也可以用金線(xiàn)或鋁線(xiàn)邦定機(jī)用金線(xiàn)或鋁線(xiàn)將芯片20綁定在短路環(huán)11上。
[0020]上述實(shí)施例中，各部分的尺寸可以按照廠(chǎng)家要求的標(biāo)簽的大小進(jìn)行設(shè)置，使用時(shí)可以直接粘貼在物體上。
[0021]寬頻帶電子標(biāo)簽中設(shè)有上述天線(xiàn)10、芯片20以及基板30。
[0022]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專(zhuān)利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所做的等效結(jié)構(gòu)變換，或者直接、間接運(yùn)用在其它相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本發(fā)明的專(zhuān)利保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種超寬頻帶電子標(biāo)簽，其特征在于，所述標(biāo)簽為薄片，包括天線(xiàn)、芯片和基板，基板呈矩形設(shè)置，收容所述天線(xiàn)和芯片，天線(xiàn)與芯片匹配，天線(xiàn)包括短路及偶極子，短路環(huán)位于所述基板的中間，偶極子設(shè)有左臂和右臂，左臂由I個(gè)方波、直臂及頂端加載組成，其中直臂右端與方波的左端相連，直臂左端與頂端加載相連，方波靠近短路環(huán)；左臂的頂端加載為上下對(duì)稱(chēng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)由兩個(gè)方向相反的環(huán)形偶極子構(gòu)成；所述右臂與左臂呈鏡像設(shè)置，右臂的直臂的右端與頂端加載相連，直臂左端與方波的右端相連，右臂的頂端加載與左臂的頂端加載呈鏡像設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的標(biāo)簽，其特征在于，所述天線(xiàn)材質(zhì)可以是銅或鋁或銀。
3.根據(jù)權(quán)利I要求所述的標(biāo)簽，其特征在于，所述基板的材質(zhì)可以是易碎紙或聚氯乙烯PVC或樹(shù)脂膠ABS或聚對(duì)苯基甲酸乙二醇酯PET或聚酰亞胺PI或陶瓷基材Al2O3或A1N。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的標(biāo)簽，其特征在于，所述短路環(huán)的形狀可以是矩形或方形或多邊形或1/2圓形或橢圓形或圓形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的標(biāo)簽，其特征在于，所述頂端加載的環(huán)形偶極子的環(huán)形走向可以是矩形或方形或梯形或弧形或折線(xiàn)形或多邊形或圓形或橢圓弧形，通過(guò)調(diào)整短路環(huán)及頂端加載的尺寸來(lái)實(shí)現(xiàn)天線(xiàn)與芯片共軛匹配。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的標(biāo)簽，其特征在于，所述基板的形狀可以是方形或多邊形或橢圓形或圓形。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的標(biāo)簽，其特征在于，所述基板的尺寸范圍為長(zhǎng)50mm?100mm，寬 30mm ?60mm。
【文檔編號(hào)】G06K19/077GK104408512SQ201410427525
【公開(kāi)日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月27日
【發(fā)明者】秦津津, 馬紀(jì)豐, 趙軍偉 申請(qǐng)人:北京中電華大電子設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司