一種寬頻帶陶瓷抗金屬標簽的制作方法
【技術領域】
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[0001]本實用新型涉及一種寬頻帶陶瓷抗金屬標簽，屬微波通訊技術領域，適用800MHz?IGHz頻率范圍內的射頻識別
【背景技術】
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[0002]近年來隨著RFID的發展，電子標簽越來越多的應用在物流、防偽領域。普通的平面類紙質標簽貼在金屬表面輻射效率下降、阻抗和輻射方向圖變化，導致這類標簽讀取距離大幅下降甚至不能被讀取。因此針對金屬環境通常需要使用抗金屬標簽，近年來，陶瓷抗金屬標簽采用高介電常數的陶瓷材料作為基底，極大地縮小了標簽的尺寸，提高了標簽在金屬物體尤其是小尺寸的金屬零件上的使用率。但由于陶瓷介質的介電常數越高，Q值也越大，大多數能量被儲存在介質中，天線的帶寬極窄，只有普通大尺寸抗金屬標簽的幾十分之一，限制了標簽的使用。針對這些問題，本實用新型設計了一種寬頻帶陶瓷抗金屬標簽，尺寸小，天線增益和帶寬均超過普通大尺寸抗金屬標簽，可以方便的解決上述問題。
【實用新型內容】:
[0003]本實用新型的主要目的是提供一種寬頻帶陶瓷抗金屬標簽，旨在方便的解決對讀取距離、帶寬要求較高且尺寸較小的金屬物體的識別、防偽要求。
[0004]本實用新型陶瓷抗金屬標簽包括天線、芯片和基板，基板收容所述天線和芯片，天線與芯片匹配；天線包括輻射部分、阻抗調節部分、共面耦合部分及接地面，輻射部分、阻抗調節部分和共面耦合部分位于基板的正面，接地面位于基板的背面，芯片位于基板的側面；所述芯片與阻抗調節部分和接地面相連。
[0005]所述天線材質包括以下材質中的這一種:銅、鋁、銀和導電油墨。
[0006]所述基板的材質為陶瓷，包括以下材質中的一種:BaO-T1#列、ZrO 2_1102系列、BaO-Ln2O3-T12系列、CaO-Li 20-Ln203-Ti0^鉛基鈣鈦礦系列等。
[0007]所述輻射部分、接地面的形狀包括以下形狀中的一種:三角形、矩形、多邊形、弧形、橢圓形、圓形、半橢圓形或半圓形。
[0008]所述阻抗調節部分的形狀包括以下形狀中的一種:直線形、曲線形或折線形。
[0009]所述輻射部分及接地面上的縫隙開槽的形狀包括以下形狀中的一種:矩形，十字形、H形、折線形、多邊形、圓形或橢圓弧形等，且數量不限于一條。
[0010]所述輻射部分、阻抗調節部分、共面耦合部分、接地面、縫隙尺寸及芯片饋電處位置可根據實際情況改變。
[0011]所述基板的長度為5mm?35mm，寬度為5mm?35mm，厚度為0.5mm?5mm。
[0012]本實用新型陶瓷抗金屬標簽中，天線包括輻射部分、阻抗調節部分、共面耦合部分及接地面，輻射部分、阻抗調節部分和共面耦合部分位于基板的正面，接地面位于基板的背面，芯片位于基板的側面；所述芯片與阻抗調節部分和接地面相連。通過調整輻射部分及共面耦合部分尺寸可以方便的調節天線工作的頻率，并且調整阻抗調節部分及縫隙的位置尺寸可以調節天線的阻抗，使天線阻抗與芯片共軛匹配，使標簽輸出最大功率，從而進一步達到延長讀寫距離的目的。同時由于標簽尺寸小，陶瓷介質Q值高，輻射部分及共面耦合部分的特殊設計拓寬了帶寬，適當的縫隙開槽可進一步拓展帶寬和縮小天線的尺寸，使標簽的應用更為方便。
【附圖說明】
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[0013]圖1是本實用新型的一個實施例中寬頻帶陶瓷抗金屬標簽的結構示意圖【具體實施方式】:
[0014]此處所描述的具體實施實例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0015]參照圖1，本實施例中寬頻帶陶瓷抗金屬標簽包括天線10、芯片20和基板30，所述基板30收容所述天線10和芯片20，其中所述天線10與芯片20匹配，天線10包含輻射部分11、阻抗調節部分12、共面耦合部分13及接地面14，所述輻射部分11、阻抗調節部分12和共面耦合部分13位于所述基板30的正面，所述接地面14位于基板30的背面，所述芯片20位于基板30的側面，與阻抗調節部分12和接地面13相連。
[0016]基板30的形狀和尺寸具體要求設置。例如在一實施例中，可將基板30設置成矩形，其長度為5mm?35mm，寬度為5mm?35mm。基板30的材質為陶瓷介質，可以為以下BaO-T12系列、ZrO 2_Ti02系列、BaO-Ln 203_Ti02系列、CaO-Li 20-Ln203-Ti02&鉛基鈣鈦礦系列等。由于基板30材料的介電常數和厚度影響天線10的傳輸效率，可進一步選取相對合適材質作為基板30的材質，并根據天線10的尺寸設置基板30的厚度為0.5?5mm。
[0017]輻射部分11的外形可以為梯形、三角形、多邊形、弧形、橢圓形、圓形、半橢圓形或半圓形。參照圖1，在一實施例中，輻射部分11的外形為半橢圓形，其位于基板30的正面。
[0018]共面耦合部分13的外形可以為梯形、三角形、多邊形、弧形、橢圓形、圓形、半橢圓形或半圓形。參照圖1，在一實施例中，共面耦合部分13的外形為弧形，其位于基板30的正面，且與輻射部分11及阻抗調節部分12耦合。
[0019]接地面14的外形可以為矩形、梯形、三角形、多邊形、弧形、橢圓形、圓形、半橢圓形或半圓形。參照圖1，在一實施例中，接地面14的外形為矩形，其位于基板30的背面。
[0020]輻射部分及接地面上的縫隙開槽的形狀包括以下形狀中的一種:矩形，十字形、H形、折線形、多邊形、圓形或橢圓弧形等，且數量不限于一條。參照圖1，在一實施例中，輻射部分11和共面波導部分13上各有兩條直線型的縫隙。
[0021]阻抗調節部分12的形狀包括以下形狀中的一種:直線形、曲線形或折線形。參照圖1，在一實施例中，阻抗調節部分12的形狀為直線形，其位于基板30的正面。
[0022]在一實施例中可以通過調整輻射部分11和共面耦合部分13的尺寸可以方便的調節天線工作的頻率，并且調整阻抗調節部分12及縫隙的位置尺寸可以調節天線的阻抗，使天線阻抗與芯片共軛匹配，使標簽輸出最大功率，從而進一步達到延長讀寫距離的目的。
[0023]輻射部分11、共面耦合部分13的特殊弧形設計可極大地降低天線的Q值，拓展帶寬，適當的縫隙開槽可進一步擴展帶寬。如在本實施例中，可以通過調節輻射部分11、共面耦合部分13的形狀尺寸，縫隙開槽的位置尺寸來調整天線10的工作帶寬，以適配于復雜環境的使用。
[0024]天線10的材質可以為銅、鋁、銀和導電油墨等，可以通過蝕刻工藝、沉淀工藝或印刷工藝與基板30固定連接，芯片20既可以采用導電膠將芯片倒封裝在基板30的側面，也可以用金線或鋁線邦定機用金線或鋁線將芯片20邦定在基板30側面。
[0025]上述實施例中，各部分的尺寸可以按照廠家要求的標簽的大小進行設置，使用時可以直接粘貼在物體上，也可以封裝在客戶要求的模具內。
[0026]寬頻帶陶瓷抗金屬標簽中設有上述天線10、芯片20以及基板30，可以方便的應用于物流、防偽等領域。
[0027]進一步地，本實用新型使用介電常數為120的陶瓷基板作為基底，基板的尺寸為
18.5*17mm，厚度為3mm，損耗正切角為0.002 ;福射面11為半橢圓形和矩形，半橢圓形的長直徑12mm，短邊直徑長度為15.6mm，矩形尺寸為12*2mm，阻抗調節部分12的長度為6.7mm，寬度為1mm，共面親合部分13與福射面11、阻抗調節部分12的間距為0.4_，福射面11和共面親合部分13的兩條縫隙開槽的長度為6_，寬度為0.5_，距離基板左側5_。接地面14的尺寸為18.5*17mm。
[0028]進一步地，本實用新型的陶瓷標簽貼在400*400mm的金屬板上，天線在915MHz時阻抗為 30.1+113.4j。
[0029]以上所述僅為本實用新型的優選實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內容所做的等效結構變換，或者直接、間接運用在其它相關的技術領域，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內。
【主權項】
1.一種寬頻帶陶瓷抗金屬標簽，其特征在于，包括天線、芯片和基板，基板收容所述天線和芯片，天線與芯片匹配；天線包括輻射面及接地面，輻射面位于基板的正面，接地面位于基板的背面，芯片位于基板的側面；所述芯片與輻射面和接地面相連；輻射面與接地面呈鏡像設置。
2.根據權利要求1所述的標簽，其特征在于，所述天線材質包括以下材質中的一種:銅、鋁、銀或導電油墨。
3.根據權利要求1所述的標簽，其特征在于，所述基板為陶瓷材質，包括以下材質中的一種！BaO-T12系列、ZrO 2_Ti02系列、BaO-Ln 203_Ti02系列、CaO-Li 20-Ln203-Ti02&鉛基鈣鈦礦系列。
4.根據權利要求1所述的標簽，其特征在于，所述輻射面的形狀包括以下形狀中的一種:梯形、三角形、多邊形、弧形、半圓形或圓形。
5.根據權利要求1所述的標簽，其特征在于，所述接地面的形狀包括以下形狀中的一種:梯形、三角形、多邊形、弧形、半圓形或圓形。
6.根據權利要求1所述的標簽，其特征在于，所述輻射面及接地面上的縫隙開槽的形狀包括以下形狀中的一種:矩形，十字形、H形、折線形、多邊形、圓形或橢圓弧形，且數量不限于一條。
7.根據權利要求1所述的標簽，其特征在于，通過調整縫隙的尺寸和芯片饋電點的位置調節天線的阻抗，使天線阻抗與芯片阻抗共軛匹配，使標簽輸出最大功率。
8.根據權利要求1所述的標簽，其特征在于，所述基板的形狀包括以下形狀中的一種:方形、梯形、多邊形、橢圓形或圓形。
9.根據權利要求1所述的標簽，其特征在于，通過調節輻射面及接地面的尺寸來調整天線的工作頻段。
10.根據權利要求1所述的標簽，其特征在于，所述基板的長度為5mm?35mm，寬度為5mm ?35mm,厚度為 0.5mm ?5mm0
【專利摘要】本實用新型涉及無線射頻識別(RFID)領域，提供了一種寬頻帶陶瓷抗金屬標簽。一種寬頻帶陶瓷抗金屬標簽，其特征在于，包括天線、芯片和基板，基板收容所述天線和芯片，天線與芯片匹配；天線包括輻射部分、阻抗調節部分、共面耦合部分及接地面，輻射部分、阻抗調節部分和共面耦合部分位于基板的正面，接地面位于基板的背面，芯片位于基板的側面；所述芯片與阻抗調節部分和接地面相連。該種陶瓷抗金屬標簽尺寸小，天線的特殊設計可極大地降低天線的Q值、展寬帶寬，性能超過普通的大尺寸抗金屬標簽，可以方便的應用在很多尺寸較小，同時對讀取距離、帶寬要求較高的金屬環境中。
【IPC分類】G06K19-07, G06K19-02
【公開號】CN204440438
【申請號】CN201420490715
【發明人】秦津津, 馬紀豐, 趙軍偉
【申請人】北京中電華大電子設計有限責任公司
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2014年8月27日