專利名稱：Rfid天線、標簽以及電子防偽瓶蓋的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及射頻識別領(lǐng)域,特別是涉及一種RFID天線、標簽以及電子防 偽瓶蓋。
背景技術(shù)：
射頻識別(Radio Frequency Identification;簡稱RFID)技術(shù)已廣泛應用 于物流業(yè)及零售業(yè)等諸多領(lǐng)域，其有效提高了管理效率，并大大節(jié)約了人力 成本。射頻識別系統(tǒng)由RFID標簽與RFID讀寫器組成，其工作過程是，RFID 讀寫器產(chǎn)生特定頻率的電磁波并通過空間耦合的方式發(fā)送出去(也稱作發(fā)送 提問信號)，當RFID讀寫器進入RFID標簽的讀取距離時，RFID標簽即會 接收到該提問信號并將RFID讀寫器發(fā)送的電磁波進行反向散射偶合后返回 給RFID讀寫器(即回復應答信號)。
射頻識別技術(shù)還在防偽領(lǐng)域有著巨大的應用潛力。在酒類和藥品等行業(yè) 中， 一旦出現(xiàn)仿冒產(chǎn)品，將會給社會和個人帶來不可估量的損失。這些產(chǎn)品 的生產(chǎn)流通使用，需要有安全有效的防偽措施。紙基材料的防偽技術(shù)(例如 激光防偽、數(shù)字防偽等)不具備唯一性和獨占性，易復制，難以起到真正的 防偽作用。射頻識別防偽技術(shù)以其優(yōu)異的防偽能力而成為上述行業(yè)中的新 寵。在射頻識別防偽技術(shù)中，需要在每個被保護物品上設(shè)置一個被動式的 RFID標簽，每個RFID標簽都有一個全球唯一的ID號碼，該ID號碼存儲在 芯片的ROM中，如此可確保無法修改和無法仿造，大大提高了防偽性能。
但在上述酒類或藥品行業(yè)中被保護物品體積不大，而且大多采用瓶蓋加 瓶體的包裝方式，現(xiàn)有技術(shù)中的RFID天線通常采用折合振子，相應的RFID 標簽基本都采用天線與芯片分離的分體式結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)防偽目的。2007年6 月20日公開的專利申請?zhí)枮?00510126482.6的"基于射頻識別技術(shù)的酒類 防偽系統(tǒng)及方法"的中國專利就揭示了一種分體式RFID防偽標簽，其天線 本體位于酒瓶本體的外側(cè)，芯片設(shè)置在瓶蓋內(nèi)側(cè)，天線本體與芯片之間的連 接通路是由兩者對應的引線及悍點(或者附加金屬帶)對應連接實現(xiàn)。由此導致了RFID防偽標簽占用空間大、結(jié)構(gòu)復雜、制造成本較高和易在包裝運 輸過程中損壞等諸多問題。
因此，如何提供一種RFID天線、標簽以及電子防偽瓶蓋來實現(xiàn)天線與
芯片的一體化和標簽的小型化，可簡化結(jié)構(gòu)并降低制造難度，且減小標簽意 外損毀的概率。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種RFID天線、標簽以 及電子防偽瓶蓋來實現(xiàn)天線與芯片的一體化和標簽的小型化，并降低制造難 度，且減小標簽意外損毀的概率，并可有效提高防偽性能。
本發(fā)明的RFID天線是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的 一種RFID天線,其包 括電介質(zhì)基板、鋪設(shè)在電介質(zhì)基板上的天線導體和饋電導體，所述天線導體 包括對稱的偶數(shù)條多折彎折疊導線，所述饋電導體電性連接在所述偶數(shù)條多 折彎折疊導線間。
其中，所述折彎為矩形折彎、三角形折彎、n形折彎或梯形折彎。 其中，所述天線導體包括對稱的兩條多折彎折疊導線。 其中，所述電介質(zhì)基板為圓形，所述多折彎折疊導線對末端具有與電介 質(zhì)基板邊緣相適應的弧線。
其中，所述電介質(zhì)基板的直徑范圍為5 30mm，厚度范圍為0.005 0.2mm，介電常數(shù)范圍為1 100，所述天線導體的實際長度范圍為20 35cm，所述饋電導體為矩形，其水平寬度范圍為2 9.8mm，其垂直長度范 圍為2 22mm。
其中，所述電介質(zhì)基板的直徑為24mm，厚度為0.13mm，介電常數(shù)為3 5，所述天線導體的實際長度為28.4cm，所述饋電導體的水平寬度為3.8mm， 其垂直長度為llmm。
其中，所述兩條多折彎折疊導線前端均具有一垂直懸臂，所述兩條多折 彎折疊導線通過對應的垂直懸臂電性連接在所述饋電導體上，所述垂直懸臂 臂長范圍為0.4 0.9mm。
其中，所述電介質(zhì)基板的材質(zhì)為阻燃環(huán)氧玻璃布板、聚對苯二甲酸乙二 醇酯、聚酰亞胺、陶瓷或紙。其中，所述天線導體和饋電導體為金屬絲、金屬箔或者印刷導線。 本發(fā)明還提供一種使用上述的RFID天線的RFID標簽，包括RFID天 線和芯片，所述RFID天線包括電介質(zhì)基板、鋪設(shè)在電介質(zhì)基板上的天線導 體和饋電導體，所述天線導體包括對稱的偶數(shù)條多折彎折疊導線，所述饋電 導體電性連接在所述偶數(shù)條多折彎折疊導線間，所述芯片電性連接在饋電導 體的饋電點上。
本發(fā)明還提供一種使用上述的RFID標簽的電子防偽瓶蓋，其包括瓶蓋 本體和RFID標簽，所述RFID標簽包括RFID天線和芯片，所述RFID天線 包括電介質(zhì)基板、鋪設(shè)在電介質(zhì)基板上的天線導體和饋電導體，所述天線導 體包括對稱的偶數(shù)條多折彎折疊導線，所述饋電導體電性連接在所述偶數(shù)條 多折彎折疊導線間，所述芯片電性連接在饋電導體的饋電點上，所述瓶蓋本 體頂部具有一容置空間，所述RFID標簽設(shè)置在所述容置空間內(nèi)。
其中，所述電介質(zhì)基板上還開設(shè)有兩個通孔，所述兩個通孔緊挨并開設(shè) 在芯片兩側(cè)，所述芯片設(shè)置在所述兩個通孔間。
與現(xiàn)有技術(shù)中采用天線和芯片分體式的RFID標簽相比，本發(fā)明采用了 多折彎折疊導線來實現(xiàn)天線的小型化，從而將天線與芯片集成在同一電介質(zhì) 基板上，如此可簡化RFID標簽結(jié)構(gòu)并降低其制造難度。
與現(xiàn)有技術(shù)中設(shè)置了天線和芯片分體式的RFID標簽的電子防偽瓶蓋相 比，本發(fā)明的電子防偽瓶蓋內(nèi)置了天線與芯片一體式的RFID標簽，且將 RFID標簽密封在了瓶蓋內(nèi)，有助于減小RFID標簽意外損壞的概率，并可 有效提高防偽性能。
圖1為本發(fā)明的RFID天線的實施例的組成結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明的RFID標簽的實施例的組成結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為圖2中RFID天線與芯片4的RF前端的等效電路圖。
圖4為垂直懸臂202和212為0.4mm時RFID天線的史密斯圖表。
圖5為垂直懸臂202和212為0.9mm時RFID天線的史密斯圖表。
圖6為圖2所示的RFID標簽的工作頻寬示意圖。
圖7為本發(fā)明的防偽電子瓶蓋的實施例的 解結(jié)構(gòu)示意圖。圖8為本發(fā)明的防偽電子瓶蓋的實施例的組裝結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的各實施例作詳細說明所述實施例在以本發(fā)明 技術(shù)方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式，但本發(fā)明的保護范圍 不限于下述的實施例。
參見圖l，其為本發(fā)明的RFID天線的實施例的組成結(jié)構(gòu)示意圖，如圖 所示，本發(fā)明的RFID天線包括電介質(zhì)基板1、鋪設(shè)在電介質(zhì)基板上的天線 導體2和饋電導體3，所述天線導體2包括對稱的兩條多折彎折疊導線20 和21，所述饋電導體3電性連接在所述兩條多折彎折疊導線20和21間且 具有饋電點A和B。所述電介質(zhì)基板1為圓形，其直徑范圍為5 30mm， 其厚度范圍為0.005 0.2mm，其介電常數(shù)范圍為1 100。所述電介質(zhì)基板 1的材質(zhì)為阻燃環(huán)氧玻璃布板、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亞胺、陶瓷或 紙等。所述天線導體2的實際長度為20 35cm，所述饋電導體3為矩形， 其水平寬度范圍為2 9.8mm，其垂直長度范圍為2 22mm。所述天線導體 2和饋電導體3為金屬絲、金屬箔或者印刷導線等。所述折彎為矩形折彎、 三角形折彎、n形折彎或梯形折彎等。
需說明的是，本實施例中以電介質(zhì)基板l為圓形為例進行說明，在本發(fā) 明的RFID天線的其他實施例中，電介質(zhì)基板1也可為其它形狀例如橢圓形 或正方形等，多折彎折疊導線20和21末端的形狀需根據(jù)電介質(zhì)基板1的形 狀做匹配性的調(diào)整。
需說明的是，本實施例中以天線導體2包括對稱的兩條多折彎折疊導線 20和21為例進行說明，在本發(fā)明的RFID天線的其他實施例中，在確保天 線性能的前提下，天線導體2可包括對稱的四條、六條或其他偶數(shù)條多折彎 折疊導線。
在本實施例中，所述電介質(zhì)基板1的直徑為24mm，厚度為0.13mm， 材質(zhì)為阻燃環(huán)氧玻璃布板，介電常數(shù)為3 5;所述天線導體2的實際長度 為28.4cm，所述多折彎折疊導線20和21末端具有與電介質(zhì)基板1邊緣相 適應的弧線200和210，所述多折彎折疊導線20和21的前端分別具有垂直 懸臂202和212，所述多折彎折疊導線20和21分別通過對應的垂直懸臂202和212電性連接在所述饋電導體3上，所述垂直懸臂202和212的臂長范圍 均為0.4 0.9mm。所述饋電導體3的水平寬度為3.8mm，其垂直長度為 llmm。所述折彎為矩形折彎。
所述天線導體2和饋電導體3為印刷導線，其制作過程為首先在電介 質(zhì)基板1上通過絲網(wǎng)印刷工藝印刷一金屬層，然后在金屬層上制作遮蔽天線 導體和饋電導體的遮蔽層，之后通過刻蝕工藝形成天線導體2和饋電導體3。
參見圖2，結(jié)合參見圖1，圖2為本發(fā)明的RFID標簽的實施例的組成 結(jié)構(gòu)示意圖，所述RFID標簽包括芯片4和如圖1所示的RFID天線，所述 RFID天線包括電介質(zhì)基板1、鋪設(shè)在電介質(zhì)基板1上的天線導體2和饋電 導體3，所述天線導體2包括對稱的兩條多折彎折疊導線20和21，所述饋 電導體3電性連接在所述兩條多折彎折疊導線20和21間，所述芯片4電性 連接在饋電導體3的饋電點A和B上。芯片4中存儲有使用標簽的物品的 信息，且其具有用于控制發(fā)送所述信息的控制模塊、用于處理RFID讀寫器 傳輸?shù)碾姶挪ǖ拇笮』蛳辔坏奶幚砟K和其他功能模塊。芯片4具有RF前 端,RF前端的阻抗即為芯片4的輸入阻抗。RFID天線所包括的各構(gòu)件在上 述RFID天線的實施例中已經(jīng)詳述，在此不在贅述。
為在不提高RFID讀寫器發(fā)射功率的情況下盡可能的提高RFID標簽的 讀寫距離，并提高RFID天線饋送至芯片4的電能，芯片4的輸入阻抗(即 其RF前端)必須和RFID天線的輸出阻抗匹配。參見圖3，其顯示了RFID 天線與芯片4的RF前端的等效電路圖，在該等效電路中，RFID天線等效 為阻抗Za和電壓源Vc，芯片4的RF前端等效為阻抗Zc，其中，阻抗Za 包括電阻Ra和感抗Xa，阻抗Zc包括電阻Rc和容抗Xc。當電阻Ra與電 阻Rc的值相等，感抗Xa與容抗Xc的值相反時，RFID天線與芯片4共軛 匹配，RFID天線則可以向RFID標簽芯片饋送最大電能。
現(xiàn)在通常使用的芯片4的RF前端的阻抗Zc為與50 Q不同的任意復數(shù)， 其電阻Rc較小，容抗Xc較大。為實現(xiàn)與芯片4的RF前端相匹配，RFID 天線的電阻Ra也相應較小，感抗Xa也相應較大，同時應確保在設(shè)定的工 作頻率里共振。
需說明的是，本實施例可通過調(diào)整垂直懸臂202和212臂長來調(diào)整RFID天線的阻抗，當本實施例的RFID標簽工作在924MHz時，當垂直懸臂202 和212臂長分別為0.4mm時，RFID天線的阻抗Za等于29.8+J47 (如圖4 的史密斯圓圖所示)，當調(diào)改垂直懸臂202和212臂長分別為0.9mm時，RFID 天線的阻抗Za等于10.2+J50.3 (如圖5的史密斯圓圖所示)。本實施例還可 通過調(diào)節(jié)RFID天線的總長度來調(diào)整RFID標簽在UHF頻帶的工作頻率。
參見圖6，其顯示了本實施例中的RFID標簽的運作頻段，如圖所示， 當設(shè)定RFID標簽天線和RFID芯片之間的反射損失基準為3dB后，求得 RFID標簽的運作頻帶寬度(圖中標示英文bandwith)為39MHz，運作頻 率范圍為917 956MHz。
參見圖7和圖8，結(jié)合參見圖1和圖2，圖7和圖8分別為本發(fā)明的電 子防偽瓶蓋的實施例的分解結(jié)構(gòu)示意圖和組裝結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，所述 電子防偽瓶蓋包括瓶蓋本體5和RFID標簽，所述瓶蓋本體5頂部具有與 RFID標簽大小相匹配的凹槽50 (即容置RFID標簽的凹陷空間)，還具有 用于密閉填塞凹槽50以形成容置空間(未圖示)的蓋體51，所述RFID標 簽設(shè)置在所述凹槽50內(nèi)，所述蓋體51覆蓋在RFID標簽上且將其密封在瓶 蓋本體5中。所述RFID標簽除具有以上實施例中所述的構(gòu)件和特征外，其 電介質(zhì)基板1的中部還開設(shè)有避開饋電導體3的兩個通孔H1和H2，所述通 孔Hl和H2緊挨并開設(shè)在芯片4兩側(cè)，所述芯片4設(shè)置在所述通孔Hl和 H2間。
當制作本實施例的電子防偽瓶蓋時，首先分別制作好具有凹槽50的瓶 蓋本體5和分離的蓋體51，然后將RFID標簽設(shè)置在凹槽50中，此時須需 確保RFID天線朝上設(shè)置，之后將蓋體51覆蓋在RFID標簽上且填塞凹槽 50，接著通過超聲波焊接工藝將RFID標簽密封在瓶蓋本體5中。
在固定型RFID讀寫器輸出30dBm時，此時設(shè)置在瓶蓋本體5中RFID 標簽的讀取距離至少50cm以上，甚至可達為lm (參照同行業(yè)相比通常 僅為20多cm);在手持移動型RFID讀寫器輸出30dBm時，設(shè)置在瓶蓋本 體5中RFID標簽的讀取距離至少為30cm以上，甚至可達50cm (參照同行 業(yè)相比通常僅為10多cm)。
本實施例中的電子防偽瓶蓋可應用于高檔酒和貴重藥品等物品上，在此以應用在茅臺酒上為例來說明電子防偽瓶蓋的功效，茅臺酒瓶的瓶嘴上設(shè)置 有螺紋和頂毀機構(gòu)(均未圖示)，頂毀機構(gòu)上設(shè)置有一尖端(未圖示)，瓶蓋 本體5的底部為一圓柱形的空腔(未圖示)，空腔的側(cè)壁上具有與瓶嘴上螺 紋匹配的螺紋，瓶蓋本體5通過螺紋間的嚙合結(jié)合在茅臺酒瓶上。當將瓶蓋 本體5從茅臺酒瓶上旋轉(zhuǎn)下來時，其會帶動頂毀機構(gòu)的尖端上行，從而刺破
瓶蓋本體頂部并使RFID標簽的芯片4脫離電介質(zhì)基板1，從而避免他其它 人回收利用本發(fā)明中的RFID標簽。如此可進一步提高電子防偽瓶蓋的防偽 性能。
綜上所述，本發(fā)明采用多折彎折疊導線對來實現(xiàn)RFID天線的小型化， 從而將RFID天線與芯片集成在同一電介質(zhì)基板上，如此可簡化RFID標簽 結(jié)構(gòu)并降低其制造難度;本發(fā)明的電子防偽瓶蓋內(nèi)置了所述天線與芯片一體 式的RFID標簽，且將RFID標簽密封在了瓶蓋內(nèi)，有助于減小RFID標簽 意外損壞的概率，并可有效提高防偽性能。
權(quán)利要求
1.一種RFID天線，其包括電介質(zhì)基板、鋪設(shè)在電介質(zhì)基板上的天線導體和饋電導體，其特征在于，所述天線導體包括對稱的偶數(shù)條多折彎折疊導線，所述饋電導體電性連接在所述偶數(shù)條多折彎折疊導線間。
2. 如權(quán)利要求1所述的RFID天線，其特征在于，所述折彎為矩形折彎、 三角形折彎、n形折彎或梯形折彎。
3. 如權(quán)利要求1所述的RFID天線，其特征在于，所述天線導體包括對 稱的兩條多折彎折疊導線。
4. 如權(quán)利要求3所述的RFID天線，其特征在于，所述電介質(zhì)基板為圓 形，所述多折彎折疊導線末端具有與電介質(zhì)基板邊緣相適應的弧線。
5. 如權(quán)利要求4所述的RFID天線，其特征在于，所述電介質(zhì)基板的直 徑范圍為5 30mm，厚度范圍為0.005 0.2mm，介電常數(shù)范圍為1 100， 所述天線導體的實際長度范圍為20 35cm，所述饋電導體為矩形，其水平 寬度范圍為2 9.8mm，其垂直長度范圍為2 22mm。
6. 如權(quán)利要求5所述的RFID天線，其特征在于，所述電介質(zhì)基板的直 徑為24mm，厚度為0.13mm，介電常數(shù)為3 5，所述天線導體的實際長度 為28.4cm，所述饋電導體的水平寬度為3.8mm，其垂直長度為llmm。
7. 如權(quán)利要求3所述的RFID天線，其特征在于，所述兩條多折彎折疊 導線前端均具有一垂直懸臂，所述兩條多折彎折疊導線通過對應的垂直懸臂 電性連接在所述饋電導體上，所述垂直懸臂臂長范圍為0.4 0.9mm。
8. 如權(quán)利要求1所述的RFID天線，其特征在于，所述電介質(zhì)基板的材 質(zhì)為阻燃環(huán)氧玻璃布板、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亞胺、陶瓷或紙。
9. 如權(quán)利要求1所述的RFID天線，其特征在于，所述天線導體和饋電 導體為金屬絲、金屬箔或者印刷導線。
10. —種使用權(quán)利要求1所述的RFID天線的RFID標簽，包括RFID天 線和芯片，所述RFID天線包括電介質(zhì)基板、鋪設(shè)在電介質(zhì)基板上的天線導 體和饋電導體，其特征在于，所述天線導體包括對稱的偶數(shù)條多折彎折疊導 線，所述饋電導體電性連接在所述偶數(shù)條多折彎折疊導線間，所述芯片電性 連接在饋電導體的饋電點上。
11. 一種使用權(quán)利要求10所述的RFID標簽的電子防偽瓶蓋，其包括瓶蓋本體和RFID標簽，所述RFID標簽包括RFID天線和芯片，所述RFID天 線包括電介質(zhì)基板、鋪設(shè)在電介質(zhì)基板上的天線導體和饋電導體，其特征在 于，所述天線導體包括對稱的偶數(shù)條多折彎折疊導線，所述饋電導體電性連 接在所述偶數(shù)條多折彎折疊導線間，所述芯片電性連接在饋電導體的饋電點 上，所述瓶蓋本體頂部具有一容置空間，所述RFID標簽設(shè)置在所述容置空 間內(nèi)。
12. 如權(quán)利要求11所述的電子防偽瓶蓋，其特征在于，所述電介質(zhì)基 板上還開設(shè)有兩個通孔，所述兩個通孔緊挨并開設(shè)在芯片兩側(cè)，所述芯片設(shè) 置在所述兩個通孔間。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種RFID天線、標簽以及電子防偽瓶蓋?，F(xiàn)有技術(shù)中RFID標簽的天線和芯片為分體式，存在著占用空間大、結(jié)構(gòu)復雜、制造成本較高和易在包裝運輸過程中損壞等諸多問題。本發(fā)明的RFID天線采用多折彎折疊導線而易于小型化，便于實現(xiàn)本發(fā)明的天線與芯片集成在同一電介質(zhì)基板上的RFID標簽，如此可簡化RFID標簽結(jié)構(gòu)并降低其制造難度；本發(fā)明的電子防偽瓶蓋內(nèi)置了天線與芯片一體式的RFID標簽，且將RFID標簽密封于在了瓶蓋內(nèi)，有助于減小RFID標簽意外損壞的概率，并可有效提高防偽性能。
文檔編號H01Q1/36GK101604786SQ20091004977
公開日2009年12月16日 申請日期2009年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月22日
發(fā)明者南成浩, 剛 王 申請人:上海韓碩信息科技有限公司