一種超高頻抗金屬電子標簽的制作方法
【專利摘要】一種超高頻抗金屬電子標簽，包括基板，第一天線、第二天線、第三天線及標簽芯片。所述第一天線、第二天線和標簽芯片設置于所述基板的上表面，所述標簽芯片位于所述第一天線和所述第二天線之間，且與所述第一天線和所述第二天線導電連接；所述第三天線設置于所述基板的下表面，所述第三天線兩端分別與所述第一天線、所述第二天線導電連接，所述第一天線、第二天線及第三天線構成平衡雙饋電結構。標簽天線采用平衡雙饋電結構，增大標簽頻帶寬度，提高標簽的靈敏度，實現超高頻抗金屬標簽小尺寸設計下具有卓越性能。采用芯片表面貼片技術，提高標簽性能一致性，提高標簽生產自動化，降低生產成本。
【專利說明】一種超高頻抗金屬電子標簽
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及射頻識別技術，具體涉及一種超高頻抗金屬電子標簽。
【背景技術】
[0002]電子標簽是RFID (射頻識別系統)的主要組成單元，是物聯網的信息載體。隨著射頻識別技術的發展，工作于UHF頻段(840MHz-960MHz)的各類型電子標簽被越來越多地運用于物流管理、倉儲管理、資產管理等領域。
[0003]UHF RFID標簽由兩部分組成:一部分為標簽芯片；另外一部分為標簽天線。如圖1所示，電路10為標簽天線的等效電路，電路20為標簽芯片的等效電路；當標簽天線與標簽芯片各自阻抗共軛對應時，UHF RFID標簽實現最好的阻抗匹配。可以取芯片Alien-Technology-Higgs-3的并聯電阻Ri的值等于為1500W，并聯電容Ci的值等于0.85pFo采用ADS軟件對標簽芯片阻抗進行計算。如圖2，計算所得芯片阻抗實部隨頻率分布圖，根據阻抗共軛的要求，天線阻抗實部應與芯片阻抗實部相等，才為最佳的阻抗匹配。如圖3，計算所得芯片阻抗虛部隨頻率分布圖，根據阻抗共軛的要求，天線阻抗虛部應與芯片阻抗虛部互為相反數(共軛)，才為最佳的阻抗匹配。
[0004]因一些產品外殼是金屬材料做成，傳統超高頻電子標簽在金屬表面無法正常工作。
實用新型內容
[0005]基于此，有必要提供一種可解決傳統超高頻電子標簽在金屬表面無法正常工作的超尚頻抗金屬電子標簽。
[0006]一種超高頻抗金屬電子標簽，包括基板，該基板包括上表面和與該上表面相對的下表面，所述超高頻抗金屬電子標簽還包括第一天線、第二天線、第三天線及標簽芯片，所述第一天線、第二天線和標簽芯片設置于所述基板的上表面，所述標簽芯片位于所述第一天線和所述第二天線之間，且與所述第一天線和所述第二天線導電連接；所述第三天線設置于所述基板的下表面，所述第三天線兩端分別于與所述第一天線、所述第二天線導電連接，所述第一天線、第二天線及第三天線構成平衡雙饋電結構。
[0007]進一步地，所述第一天線與所述第二天線以一開縫相隔，且所述第一天線與所述第二天線相對所述開縫相互對稱設置，所述標簽芯片設置于所述開縫上。
[0008]進一步地，所述第一天線與所述第二天線為矩形，所述第一天線與所述第二天線于長度方向上以所述開縫相隔。
[0009]進一步地，所述第一天線開設有軸線與所述開縫平行的第一開口和第二開口，所述第一開口和所述第二開口開設于所述第一天線相對的兩側。
[0010]進一步地，所述第二天線開設有第三開口和第四開口，所述第三開口與所述第一開口相對所述開縫相互對稱，所述第四開口與所述第二開口相對所述開縫相互對稱。
[0011 ] 進一步地，所述基板設有第一導電過孔和第二導電過孔，所述第一天線相對所述開縫一側和所述第三天線通過所述第一導電過孔電連接，將所述第二天線相
[0012]進一步地，所述第三天線為矩形，所述第三天線于兩短邊的兩端分別開設有第一開孔和第二開孔，所述第一天線于與所述開縫相對的一端開設有第三開孔，所述第二天線于與所述開縫相對的一端開設有第四開孔，所述第一開孔和所述第三開孔與所述第一導電過孔相對并導電連接，所述第二開孔和所述第四開孔與所述第二導電過孔相對并導電連接。
[0013]進一步地，所述第一開孔、所述第二開孔、所述第三開孔、所述第四開孔所述、第一導電過孔和所述第二導電過孔均為兩個。
[0014]進一步地，所述第一天線、第二天線及第三天線表面覆蓋有保護涂層。
[0015]進一步地，所述第一天線或第二天線上的保護涂層于所述開縫一側設置有定位標記，所述標簽芯片焊接于所述第一天線和第二天線上時其第一引腳與所述定位標記于所述第一天線長度方向上相對。
[0016]本實用新型的有益效果是:標簽天線采用平衡雙饋電結構，增大標簽頻帶寬度，提高標簽的靈敏度，實現超高頻抗金屬標簽小尺寸設計下具有卓越性能。采用芯片表面貼片技術，提高標簽性能一致性，提高標簽生產自動化，減少標簽生產所需時間，降低生產成本。
[0017]進一步地，標簽天線采用過孔回流設計，超高頻抗金屬標簽粘貼金屬物品時標簽天線與金屬物品共地，可增加反射能量，標簽粘貼金屬時識別距離可以達到3.5米以上。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為UHF RFID標簽中標簽芯片的等效電路及標簽天線的等效電路；
[0019]圖2為UHF RFID標簽中最佳的阻抗匹配的標簽芯片阻抗實部隨頻率分布圖；
[0020]圖3為UHF RFID標簽中最佳的阻抗匹配的標簽芯片阻抗虛部隨頻率分布圖；
[0021]圖4為本實用新型較佳實施例中超高頻抗金屬電子標簽的透視結構示意圖；
[0022]圖5為圖4所不超尚頻抗金屬電子標簽的俯視結構不意圖；
[0023]圖6為圖4所不超尚頻抗金屬電子標簽的側視結構不意圖；
[0024]圖7為圖4所示超高頻抗金屬電子標簽中天線的天線阻抗圖；
[0025]圖8為圖4所示超高頻抗金屬電子標簽中天線的輻射方向圖。
【具體實施方式】
[0026]為了使本實用新型要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0027]請參閱圖4和圖5，本實用新型較佳實施例中一種超高頻抗金屬電子標簽，包括基板10、第一天線20、第二天線30、第三天線40及標簽芯片50，該基板10包括上表面和與該上表面相對的下表面。基板10的材料可以選擇PVC、塑料、FR4 PCB板等，通常選用FR4PCB板，保證產品具有極好的阻燃和耐高溫特性，可以滿足200攝氏度的高溫下產品性能不衰減的要求。基板10厚度可以為Imm到5mm。優選地，基板10的長度為35_37臟，寬度為12-14_，厚度為2.5-2.7_，標簽基板10長度、寬度和厚度可調。
[0028]第一天線20、第二天線30和第三天線40的材料可選用銅箔、鋁箔等金屬材料，可以采用蝕刻或印刷的方式粘貼在基板10的上下表面。
[0029]第一天線20、第二天線30和標簽芯片50設置于基板10的上表面，標簽芯片50位于第一天線20和第二天線30之間，且與第一天線20和第二天線30導電連接。超高頻抗金屬電子標簽米用芯片表面貼片技術，提尚標簽性能一致性，提尚標簽生廣自動化，減少標簽生產所需時間，降低生產成本。
[0030]本實施例中，第一天線20與第二天線30以一開縫60相隔，且第一天線20與第二天線30相對開縫60相互對稱設置，標簽芯片50設置于開縫60上。本實施例中，定義第一天線20與第二天線30的排列方向為X軸方向，與X軸方向垂直的方向為I軸方向，那么開縫60與X軸相互垂直。
[0031]在進一步的實施例中，第一天線20與第二天線30為矩形，第一天線20與第二天線30于長度方向(即坐標軸的X軸方向)上以開縫60相隔。
[0032]在優選的實施例中，第一天線20開設有軸線與開縫60平行的第一開口 21和第二開口 22，第一開口 21和第二開口 22開設于第一天線20相對的兩側。可以理解的是，第一開口 21的方向為y的負方向，第二開口 22的方向為y軸的正方向。進一步地，在第一天線20的寬度方向上，第一開口 21和第二開口 22的深度比同一直線上未開口的天線本體的寬度大。
[0033]本實施例中，第二天線30開設有第三開口 31和第四開口 32，第三開口 31與第一開口 21相對開縫60相互對稱設置，第四開口 32與第二開口 22相對開縫60相互對稱設置。
[0034]第三天線40設置于基板10的下表面，第三天線40兩端分別于與第一天線20、第二天線30導電連接，第一天線20、第二天線30及第三天線40構成平衡雙饋電結構。標簽天線采用平衡雙饋電結構，增大標簽頻帶寬度，提高標簽的靈敏度，實現超高頻抗金屬標簽小尺寸設計下具有卓越性能。
[0035]本實施例中，基板10設有第一導電過孔13和第二導電過孔14，第一導電過孔13和第二導電過孔14沿X軸方向排列，第一導電過孔13和第二導電過孔14分別與第三天線40相對的兩端相對，第一天線20相對開縫60 —側和第三天線40通過第一導電過孔13電連接，將第二天線30相對開縫60 —側和第三天線40通過第二導電過孔14電連接。
[0036]本實施例中，第三天線40為矩形。在其他實施方式中，第三天線40可以為橢圓形、梯形等。第三天線40于兩短邊的兩端分別開設有第一開孔43和第二開孔44，第一天線20于與開縫60相對的一端開設有第三開孔23，第二天線30于與開縫60相對的一端開設有第四開孔34，第一開孔43和第三開孔23與第一導電過孔13相對并導電連接，第二開孔44和第四開孔34與第二導電過孔14相對并導電連接。第一開孔43與第二開孔44相對開縫60相互對稱，第三開孔23和第四開孔34相對開縫60相互對稱，第一導電過孔13和第二導電過孔14相互對稱。導電過孔13、14內部的電鍍導電介質使得第一天線20、第二天線30分別與第三天線40相互構成電氣連接。天線采用過孔回流設計，超高頻抗金屬標簽粘貼金屬物品時標簽天線與金屬物品共地，可增加反射能量，標簽粘貼金屬時識別距離可以達到3.5米以上。
[0037]優選地，標簽芯片50位于基板10的上表面中間位置。
[0038]本實施例中，第一開孔43、第二開孔44、第三開孔23、第四開孔34、第一導電過孔13和第二導電過孔14均為兩個。
[0039]進一步地，請參閱圖6，第一天線20、第二天線30與第三天線40分別覆蓋有保護涂層70、80。基板10下表面與第三天線40的接觸部位可選擇背膠固定。
[0040]進一步地，結合圖4、5和6，第一天線20或第二天線30上的保護涂層70于開縫
60一側設置有定位標記25，標簽芯片50焊接于第一天線20和第二天線30上時其第一引腳55與定位標記25于第一天線20長度方向上相對。本實施例中，定位標記25設置于第一天線20的保護涂層70上，在其他實施例中，定位標記25設置于第二天線30的保護涂層70上
[0041]優選地，基板10的長度為35-37mm，寬度為12_14mm，厚度為2.5-2.6mm，標簽基板
10長度、寬度和厚度可調。
[0042]超高頻抗金屬電子標簽使用2.5-2.70mm超薄設計，減輕標簽重量，擴大對超高頻抗金屬標簽安裝高度使用苛刻的應用領域。
[0043]請參閱7和圖8，超尚頻抗金屬電子標簽電性能如下:圖7為標簽天線阻抗圖，其中，橫坐標為頻率(單位:MHz)，縱坐標為阻抗值(單位:歐姆)，曲線LI為棕色為標簽天線阻抗實部，曲線L2為標簽天線阻抗虛部，可見，本實用新型提供的電子標簽的標簽天線基本實現了天線阻抗與標簽阻抗共軛匹配，UHF RFID標簽實現最好的阻抗匹配。圖8為標簽天線的福射方向圖，最大增益為-7.0dB1
[0044]以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種超高頻抗金屬電子標簽，包括基板，該基板包括上表面和與該上表面相對的下表面，其特征在于，所述超高頻抗金屬電子標簽還包括第一天線、第二天線、第三天線及標簽芯片，所述第一天線、第二天線和標簽芯片設置于所述基板的上表面，所述標簽芯片位于所述第一天線和所述第二天線之間，且與所述第一天線和所述第二天線導電連接；所述第三天線設置于所述基板的下表面，所述第三天線兩端分別與所述第一天線、所述第二天線導電連接，所述第一天線、第二天線及第三天線構成平衡雙饋電結構。
2.根據權利要求1所述的超高頻抗金屬電子標簽，其特征在于，所述第一天線與所述第二天線以一開縫相隔，且所述第一天線與所述第二天線相對所述開縫相互對稱設置，所述標簽芯片設置于所述開縫上。
3.根據權利要求2所述的超高頻抗金屬電子標簽，其特征在于，所述第一天線與所述第二天線為矩形，所述第一天線與所述第二天線于長度方向上以所述開縫相隔。
4.根據權利要求2或3所述的超高頻抗金屬電子標簽，其特征在于，所述第一天線開設有軸線與所述開縫平行的第一開口和第二開口，所述第一開口和所述第二開口開設于所述第一天線相對的兩側。
5.根據權利要求4所述的超高頻抗金屬電子標簽，其特征在于，所述第二天線開設有第三開口和第四開口，所述第三開口與所述第一開口相對所述開縫相互對稱設置，所述第四開口與所述第二開口相對所述開縫相互對稱設置。
6.根據權利要求3所述的超高頻抗金屬電子標簽，其特征在于，所述基板設有第一導電過孔和第二導電過孔，所述第一天線相對所述開縫一側和所述第三天線通過所述第一導電過孔導電連接，將所述第二天線相對所述開縫一側和所述第三天線通過所述第二導電過孔導電連接。
7.根據權利要求6所述的超高頻抗金屬電子標簽，其特征在于，所述第三天線為矩形，所述第三天線于兩短邊的兩端分別開設有第一開孔和第二開孔，所述第一天線于與所述開縫相對的一端開設有第三開孔，所述第二天線于與所述開縫相對的一端開設有第四開孔，所述第一開孔和所述第三開孔與所述第一導電過孔相對并導電連接，所述第二開孔和所述第四開孔與所述第二導電過孔相對并導電連接。
8.根據權利要求7所述的超高頻抗金屬電子標簽，其特征在于，所述第一開孔、所述第二開孔、所述第三開孔、所述第四開孔所述、第一導電過孔和所述第二導電過孔均為兩個。
9.根據權利要求2所述的超高頻抗金屬電子標簽，其特征在于，所述第一天線、第二天線及第三天線表面覆蓋有保護涂層。
10.根據權利要求9所述的超高頻抗金屬電子標簽，其特征在于，所述第一天線或第二天線上的保護涂層于所述開縫一側設置有定位標記，所述標簽芯片焊接于所述第一天線和第二天線上時其標簽芯片第一引腳與所述定位標記于所述第一天線長度方向上相對。
【文檔編號】G06K19/077GK204204007SQ201420560059
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年9月26日 優先權日:2014年9月26日
【發明者】許愛軍 申請人:深圳市金瑞銘科技有限公司