專利名稱：新型可減少尺寸的uhf_rfid抗金屬標(biāo)簽及天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及RFID (無線射頻識(shí)別)標(biāo)簽，尤其涉及一種UHF (超高頻，UHF -Ultra High Frequency) RFID 標(biāo)簽。
背景技術(shù)：
射頻識(shí)別系統(tǒng)通常由讀寫器(Reader)、射頻標(biāo)簽(RFID Tag)和操作系統(tǒng)等三部分構(gòu)成。附著在待識(shí)別物體上的射頻標(biāo)簽內(nèi)存有約定格式的電子數(shù)據(jù)，作為待識(shí)別物品的標(biāo)識(shí)性信息。讀寫器可無接觸地讀出標(biāo)簽中所存的電子數(shù)據(jù)或者將信息寫入標(biāo)簽，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)各類物體的自動(dòng)識(shí)別和管理。讀寫器與射頻標(biāo)簽按照約定的通信協(xié)議采用先進(jìn)的射頻技術(shù)互相通信，基本通訊過程如下(1)讀寫器作用范圍內(nèi)的標(biāo)簽接收讀寫器發(fā)送的載波能量，上電復(fù)位；( 標(biāo)簽接收讀寫器發(fā)送的命令并進(jìn)行操作；( 讀寫器發(fā)出選擇和盤存命令對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行識(shí)別，選定單個(gè)標(biāo)簽進(jìn)行通訊，其余標(biāo)簽暫時(shí)處于休眠狀態(tài)；(4)被識(shí)別的標(biāo)簽執(zhí)行讀寫器發(fā)送的訪問命令，并通過反向散射調(diào)制方式向讀寫器發(fā)送數(shù)據(jù)信息， 進(jìn)入睡眠狀態(tài)，此后不再對(duì)讀寫器應(yīng)答；( 讀寫器對(duì)余下標(biāo)簽繼續(xù)搜索，重復(fù)(3) (4)分別喚醒單個(gè)標(biāo)簽進(jìn)行讀取，直至識(shí)別出所有標(biāo)簽。
每一標(biāo)簽上至少包含有天線和IC芯片。IC芯片上存儲(chǔ)有電子數(shù)據(jù)，而天線的性能對(duì)整個(gè)射頻識(shí)別系統(tǒng)的工作指標(biāo)有著關(guān)鍵性的作用?，F(xiàn)有的一種抗金屬的UHF_RFID標(biāo)簽天線是在一個(gè)薄介質(zhì)基片上，在該基片的一面附上金屬薄層作為接地層，對(duì)面的另一面用光刻腐蝕或印刷的方法制成一定形狀的金屬貼片(即輻射電極層)，利用微帶線或探針對(duì)貼片饋電構(gòu)成的天線，在該基片的金屬貼片上方或側(cè)面或底部設(shè)置IC芯片，IC芯片通過微帶線或探針等與金屬貼片以及接地層連接。
所述輻射電極層通過微帶線或探針與IC芯片的RF端口連接，所述接地層通過一段金屬層或直接與IC芯片的GND端口連接?，F(xiàn)有天線與波長(zhǎng)一般存在著直接的關(guān)系，比如， 一種天線要求的尺寸為波導(dǎo)波長(zhǎng)的二分之一，即波導(dǎo)波長(zhǎng)對(duì)天線的尺寸有著決定的因素。 一般的，有一種方法即采用高介電常數(shù)的電介質(zhì)材料，如高介電常數(shù)陶瓷來降低波導(dǎo)波長(zhǎng)， 從而減少天線及標(biāo)簽尺寸。但是高介電常數(shù)的電介質(zhì)材料的使用會(huì)極大的提高產(chǎn)品成本。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種新型可減少尺寸的UHF_RFID抗金屬標(biāo)簽，以解決現(xiàn)有技術(shù)中標(biāo)簽中天線的尺寸與波導(dǎo)波長(zhǎng)有關(guān)，不能縮減天線的尺寸，進(jìn)而影響縮減標(biāo)簽尺寸的技術(shù)問題。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種天線，以解決現(xiàn)有技術(shù)中標(biāo)簽中天線的尺寸與波導(dǎo)波長(zhǎng)有關(guān)，不能縮減天線的尺寸，進(jìn)而影響縮減標(biāo)簽尺寸的技術(shù)問題。
一種新型可減少尺寸的UHF_RFID抗金屬標(biāo)簽，包括天線與IC芯片，所述天線進(jìn)一步包括介質(zhì)基片，介質(zhì)基片的一面設(shè)置接地層，其對(duì)應(yīng)面上設(shè)置輻射電極層，所述輻射電極層通過第一饋線與IC芯片的RF端口連接，所述接地層直接或通過第二饋線與IC芯片的GND端口連接，所述輻射電極層與接地層之間設(shè)置至少一導(dǎo)電金屬條，通過所述導(dǎo)電金屬條使得輻射電極層與接地層連接，導(dǎo)電金屬條的寬度小于lcm，并且，第一饋線、第二饋線和導(dǎo)電金屬條設(shè)置在同一側(cè)面。
較佳地，所述輻射電極層通過一段金屬層與IC芯片的RF端口連接。
較佳地，所述IC芯片設(shè)置在介質(zhì)基片的側(cè)面或上面。
一種新型可減少尺寸的UHF_RFID抗金屬標(biāo)簽，包括天線與IC芯片，所述天線進(jìn)一步包括介質(zhì)基片，介質(zhì)基片的一面設(shè)置接地層，其對(duì)應(yīng)面上設(shè)置輻射電極層，所述輻射電極層通過第一饋線與IC芯片的RF端口連接，所述接地層或直接通過第二饋線與IC芯片的 GND端口連接，所述輻射電極層與接地層之間設(shè)置至少一電感，通過所述電感使得輻射電極層與接地層連接，導(dǎo)電金屬條的寬度小于lcm，并且，第一饋線、第二饋線和導(dǎo)電金屬條設(shè)置在同一側(cè)面。
一種天線，所述天線進(jìn)一步包括介質(zhì)基片，介質(zhì)基片的一面設(shè)置接地層，其對(duì)應(yīng)面上設(shè)置輻射電極層，所述輻射電極層通過第一饋線與IC芯片連接，所述接地層通過一段金屬層或直接通過第二饋線與IC芯片連接，所述輻射電極層與接地層之間設(shè)置至少一導(dǎo)電金屬條/電感，通過所述金屬條/電感使得輻射電極層與接地層直接連接，導(dǎo)電金屬條的寬度小于1cm，并且，第一饋線、第二饋線和導(dǎo)電金屬條設(shè)置在同一側(cè)面。
較佳地，所述導(dǎo)電金屬條/電感設(shè)置在介質(zhì)基片的側(cè)面或內(nèi)部。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明能夠減少天線及標(biāo)簽的尺寸，并且，第一饋線、第二饋線和導(dǎo)電金屬條設(shè)置在同一側(cè)面，這樣，按裝非常方便。特別適合操作人員的按裝、維修，還有，經(jīng)實(shí)驗(yàn)表明，導(dǎo)電金屬條的寬度小于Icm時(shí)，也具有導(dǎo)通作用，并且擁有更佳的電氣性能。而且，只有寬度小于Icm時(shí)，才能方便將第一饋線、第二饋線和導(dǎo)電金屬條設(shè)置在同一側(cè)面，使得布局更為合理。


圖1為一種新型可減少尺寸的UHF_RFID抗金屬標(biāo)簽的原理某一側(cè)面示意圖； 圖2為天線的設(shè)計(jì)原理在Smith chart中的阻抗分析圖；圖3為本發(fā)明標(biāo)簽設(shè)計(jì)的原理圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一請(qǐng)參閱圖1，其為一種新型可減少尺寸的UHF_RFID抗金屬標(biāo)簽的某一側(cè)面示意圖，包括天線與IC芯片14，所述天線進(jìn)一步包括介質(zhì)基片11，介質(zhì)基片11的一面設(shè)置接地層13， 其對(duì)應(yīng)面上設(shè)置輻射電極層12，所述輻射電極層12通過第一饋線與IC芯片14的RF端口連接，所述接地層13直接或通過第二饋線與IC芯片14的GND端口連接，所述輻射電極層 12與接地層13之間設(shè)置至少一導(dǎo)電金屬條15，通過所述金屬條15使得輻射電極層12與接地層13連接。
所述導(dǎo)電金屬條15可以為金屬材質(zhì)，能達(dá)到輻射電極層12與接地層13連接的功效即可，該導(dǎo)電金屬條15主要是金屬材質(zhì)，也可以是其它導(dǎo)電性較好的材質(zhì)。導(dǎo)電金屬條 15可以是條狀，也可以是線狀，也可以是不規(guī)則形狀，只要使得輻射電極層12與接地層13連接即可。
一般上，所述導(dǎo)電金屬條15設(shè)置在介質(zhì)基片11的側(cè)面或內(nèi)部上，當(dāng)導(dǎo)電金屬條15 為一條時(shí)，可以是設(shè)置在介質(zhì)基片11的任何一個(gè)側(cè)面上。當(dāng)導(dǎo)電金屬條15為多條時(shí)，可以只設(shè)置在介質(zhì)基片11的一個(gè)側(cè)面上，也可以分別設(shè)置在不同的介質(zhì)基片11的側(cè)面上。導(dǎo)電金屬條15可以利用工藝制作至介質(zhì)基片11的內(nèi)部。在本實(shí)例中，導(dǎo)電金屬條15—般設(shè)置在同一個(gè)側(cè)面。
導(dǎo)電金屬條15的寬度小于1cm，并且，第一饋線、第二饋線和導(dǎo)電金屬條設(shè)置在同一側(cè)面。第一饋線、第二饋線和導(dǎo)電金屬條設(shè)置在同一側(cè)面，這樣，按裝非常方便。特別適合操作人員的按裝、維修，還有，經(jīng)實(shí)驗(yàn)表明，導(dǎo)電金屬條的寬度小于Icm時(shí)，也具有導(dǎo)通作用，并且擁有更佳的電氣性能。而且，只有寬度小于Icm時(shí)，才能方便將第一饋線、第二饋線和導(dǎo)電金屬條設(shè)置在同一側(cè)面，使得布局更為合理。當(dāng)導(dǎo)電金屬條15為多條時(shí)，可以并列設(shè)置在同一個(gè)側(cè)面，這樣的設(shè)計(jì)，方便按裝，也方便根據(jù)天線的具體要求增減導(dǎo)電金屬條15 的條數(shù)。
請(qǐng)參閱圖2，在Smith chart中的動(dòng)作曲線中，“1”處為小型天線未加導(dǎo)電金屬條前的阻抗?！?”的位置的公式Φ ° = ^^360:.C其中L為標(biāo)簽天線的長(zhǎng)度，f為標(biāo)簽的工作頻率，^為天線介質(zhì)體的等效介電常數(shù)，c 為真空下光速。當(dāng)選定介質(zhì)基片時(shí)，^為常數(shù)，另外f和c也是常數(shù)，Φ°和L存在直接關(guān)系。然而，如果我們使用一般微帶天線的做法，直接把阻抗做到“2”的位置，它的尺寸會(huì)是到達(dá)“1”的位置的約2倍多。
本發(fā)明想到，“ 3 ”為一般芯片的阻抗位置，現(xiàn)在，“ 2 ”和“ 3 ”達(dá)到共軛，所以能實(shí)現(xiàn)匹配。導(dǎo)電金屬條的功能有如短路電感的作用，在Smith chart中，可調(diào)節(jié)短路部件與芯片連接部位的相對(duì)位置和短路部件的長(zhǎng)度和寬度達(dá)到準(zhǔn)確的從“ 1” 一 “2”的過程。
也就是說，從“1”到“2”的匹配過程，產(chǎn)生了曲線“1，2”，不同的天線尺寸會(huì)帶來不同的“1”的位置，而我們的目標(biāo)“2”是定的，為了實(shí)現(xiàn)不同的曲線“1，2”，我們可以用設(shè)置不同個(gè)數(shù)的導(dǎo)電金屬條，及不同的導(dǎo)電金屬條長(zhǎng)度(從輻射電極層到接地層的行進(jìn)長(zhǎng)度和寬度(線寬)，和不同的導(dǎo)電金屬條相對(duì)于芯片的安置位置的距離，增加導(dǎo)電金屬條個(gè)數(shù)和導(dǎo)電金屬條寬度可以使曲線“1，2”變長(zhǎng)，增加導(dǎo)電金屬條長(zhǎng)度和使導(dǎo)電金屬條遠(yuǎn)離芯片可以使曲線“1，2”變短.圖3是標(biāo)簽設(shè)計(jì)的原理圖，圖中chip為本發(fā)明所述的芯片，圖中antenna為無導(dǎo)電金屬條前的天線原理圖，圖中L即為導(dǎo)電金屬條所產(chǎn)生的作用類似與一個(gè)并聯(lián)在IC芯片邊上的電感。圖3中L的作用將在圖2中產(chǎn)生如曲線“1，2”的過程。L變大將使曲線“1， 2”變短，L變小將使曲線“1，2”變長(zhǎng)。而增加導(dǎo)電金屬條個(gè)數(shù)和導(dǎo)電金屬條寬度將使L變小，增加導(dǎo)電金屬條長(zhǎng)度和使導(dǎo)電金屬條遠(yuǎn)離芯片將使L變大。
實(shí)施例二導(dǎo)電金屬條用電感來替代。事實(shí)上，電感的Q值比較低，其的損耗值比導(dǎo)電金屬條大， 雖然導(dǎo)電金屬條的實(shí)現(xiàn)效果比電感好，但是電感也是可以實(shí)現(xiàn)的。
一種新型可減少尺寸的UHF_RFID抗金屬標(biāo)簽，包括天線與IC芯片，所述天線進(jìn)一5步包括介質(zhì)基片，介質(zhì)基片的一面設(shè)置接地層，其對(duì)應(yīng)面上設(shè)置輻射電極層，所述輻射電極層通過第一饋線與IC芯片的RF端口連接，所述接地層通過一段金屬層或直接通過第二饋線與IC芯片的GND端口連接，所述輻射電極層與接地層之間設(shè)置至少一電感，通過所述電感使得輻射電極層與接地層連接，導(dǎo)電金屬條的寬度小于lcm，并且，第一饋線、第二饋線和電感設(shè)置在同一側(cè)面。
所述電感設(shè)置在介質(zhì)基片的側(cè)面或內(nèi)部. 應(yīng)用例一種天線，包括介質(zhì)基片，介質(zhì)基片的一面設(shè)置接地層，其對(duì)應(yīng)面上設(shè)置輻射電極層， 所述輻射電極層通過一段金屬層再通過第一饋線與IC芯片連接，所述接地層通過一段金屬層或直接通過第二饋線與IC芯片連接，所述輻射電極層與接地層之間設(shè)置至少一導(dǎo)電金屬條/電感，通過所述金屬條/電感使得輻射電極層與接地層直接連接，導(dǎo)電金屬條的寬度小于lcrn，并且，第一饋線、第二饋線和金屬條/電感設(shè)置在同一側(cè)面。
以上公開的僅為本發(fā)明的幾個(gè)具體實(shí)施例，但本發(fā)明并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化，都應(yīng)落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種新型可減少尺寸的UHF_RFID抗金屬標(biāo)簽，包括天線與IC芯片，所述天線進(jìn)一步包括介質(zhì)基片，介質(zhì)基片的一面設(shè)置接地層，其對(duì)應(yīng)面上設(shè)置輻射電極層，所述輻射電極層通過第一饋線與IC芯片的RF端口連接，所述接地層直接或通過第二饋線與IC芯片的GND 端口連接，所述輻射電極層與接地層之間設(shè)置至少一導(dǎo)電金屬條，通過所述導(dǎo)電金屬條使得輻射電極層與接地層連接，導(dǎo)電金屬條的寬度小于lcm，并且，第一饋線、第二饋線和導(dǎo)電金屬條設(shè)置在同一側(cè)面。
2.如權(quán)利要求1所述的新型可減少尺寸的UHF_RFID抗金屬標(biāo)簽，其特征在于，所述輻射電極層通過一段金屬層與IC芯片的RF端口連接。
3.如權(quán)利要求1所述的新型可減少尺寸的UHF_RFID抗金屬標(biāo)簽，其特征在于，所述IC 芯片設(shè)置在介質(zhì)基片的側(cè)面或上面。
4.如權(quán)利要求1所述的新型可減少尺寸的UHF_RFID抗金屬標(biāo)簽，其特征在于，所述導(dǎo)電金屬條的個(gè)數(shù)為一個(gè)或多個(gè)。
5.如權(quán)利要求4所述的新型可減少尺寸的UHF_RFID抗金屬標(biāo)簽，其特征在于，導(dǎo)電金屬條為并列在同一側(cè)面。
6.一種新型可減少尺寸的UHF_RFID抗金屬標(biāo)簽，包括天線與IC芯片，所述天線進(jìn)一步包括介質(zhì)基片，介質(zhì)基片的一面設(shè)置接地層，其對(duì)應(yīng)面上設(shè)置輻射電極層，所述輻射電極層通過第一饋線與IC芯片的RF端口連接，所述接地層直接或通過第二饋線與IC芯片的GND 端口連接，所述輻射電極層與接地層之間設(shè)置至少一電感，通過所述電感使得輻射電極層與接地層連接，并且，第一饋線、第二饋線和電感設(shè)置在同一側(cè)面。
7.一種天線，其特征在于，所述天線進(jìn)一步包括介質(zhì)基片，介質(zhì)基片的一面設(shè)置接地層，其對(duì)應(yīng)面上設(shè)置輻射電極層，所述輻射電極層通過一段金屬層再通過第一饋線與IC芯片連接，所述接地層通過一段金屬層或直接通過第二饋線與IC芯片連接，所述輻射電極層與接地層之間設(shè)置至少一導(dǎo)電金屬條/電感，通過所述金屬條/電感使得輻射電極層與接地層直接連接，導(dǎo)電金屬條的寬度小于lcrn，并且，第一饋線、第二饋線和金屬條/電感設(shè)置在同一側(cè)面。
8.如權(quán)利要求7所述的天線，其特征在于，所述導(dǎo)電金屬條/電感設(shè)置在介質(zhì)基片的側(cè)面或上面。
全文摘要
一種新型可減少尺寸的UHF_RFID抗金屬標(biāo)簽，包括天線與IC芯片，所述天線進(jìn)一步包括介質(zhì)基片，介質(zhì)基片的一面設(shè)置接地層，其對(duì)應(yīng)面上設(shè)置輻射電極層，所述輻射電極層通過第一饋線與IC芯片的RF端口連接，所述接地層直接或通過第二饋線與IC芯片的GND端口連接,所述輻射電極層與接地層之間設(shè)置至少一導(dǎo)電金屬條，通過所述導(dǎo)電金屬條使得輻射電極層與接地層連接，導(dǎo)電金屬條的寬度小于1cm，并且，第一饋線、第二饋線和導(dǎo)電金屬條設(shè)置在同一側(cè)面。本發(fā)明能夠減少天線及標(biāo)簽的尺寸。
文檔編號(hào)H01Q1/22GK102542321SQ201110031209
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月24日
發(fā)明者劉智佳 申請(qǐng)人:劉智佳