一種rfid電子標簽及其天線的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及RFID電子標簽及其天線，尤其涉及超高頻RFID電子標簽及其天線。本發(fā)明揭示了一種環(huán)形天線處于振子天線端頭的螺旋盤處，與振子天線端頭的螺旋盤相重疊，環(huán)形天線與振子天線可以獲得比較充分的電感耦合，從而使得無源RFID電子標簽可以實現(xiàn)較遠的讀出距離；振子天線在其端頭盤成多圈的螺旋結構，使振子天線的幾何尺寸縮小、制造成本降低；環(huán)形天線與振子天線間的相互作用，采取與振子天線端頭螺旋盤重疊的電感耦合方式，使得振子天線與環(huán)形天線間的耦合不易因彎折或搓揉而損壞；從而實現(xiàn)一種小尺寸、低成本、耐使用、較遠讀出距離的無源RFID電子標簽。
【專利說明】—種RFID電子標簽及其天線
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及RFID電子標簽及其天線，尤其涉及超高頻RFID電子標簽及其天線?！颈尘凹夹g】
[0002]射頻識別技術(RFID)已廣泛應用于各個領域，RFID電子標簽可以通過讀寫設備發(fā)出的射頻信號，電子標簽憑借感應電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的信息。例如:服裝、書籍、貨物包裝等各種物品上固定的電子標簽，通過RFID讀寫設備的識別，在物流環(huán)節(jié)、單品識別、數(shù)量統(tǒng)計等實施中方便使用。
[0003]在實際應用中，電子標簽固定在物品上時，需要不會影響物品在正常使用中的感受和美觀，因此，電子標簽的幾何尺寸要盡量小、觸感要舒適，并且需要受揉搓、擠壓、折疊不易損壞。目前慣用技術對于無源超高頻電子標簽一般采用對稱的偶極子天線形式，輻射電場為線極化形式，具有一定的方向性。讀寫設備在讀取方向隨機的電子標簽時，容易產(chǎn)生漏讀的情況。當電子標簽尺寸變小時，天線增益降低，天線與芯片間的饋電能力明顯下降，使得電子標簽的讀出距離受到影響；并且，電子標簽芯片的位置往往位于標簽中間部位，標簽受到外力作用變形時，芯片位置正好處于變形位置，芯片與天線的電氣連接容易松動甚至脫落，造成標簽失效而無法讀取。
[0004]在電子標簽生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)中，電子標簽的天線占整個電子標簽幾何尺寸的絕大部分，對于柔性電子標簽天線一定是可柔軟彎曲的，柔性天線與剛性芯片間直接的電氣連接，在連接的可靠性上和批量生產(chǎn)效率上，都存在問題，造成電子標簽成本偏高，不利于廣泛推廣使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明就是為了實現(xiàn)一種在制作簡單、尺寸小的情況下，提高無源RFID電子標簽的讀寫距離；同時也要使得RFID電子標簽在使用中不易被搓揉、彎折而損壞；從而實現(xiàn)一種小尺寸、低成本、耐使用、較遠讀出距離的無源RFID電子標簽。
[0006]本發(fā)明的技術問題通過以下的技術方案予以解決:
[0007]一種RFID電子標簽及其天線，主要包括標簽基材、電子標簽芯片、環(huán)形天線、天線饋電部和振子天線；振子天線至少一個端頭呈螺旋盤形，所述螺旋盤形是指天線端頭圍繞中心區(qū)域逐漸展開或收縮的曲線形狀；環(huán)形天線兩端分別連接兩個天線饋電部，兩個天線饋電部分別連接電子標簽芯片兩個不同的端子；環(huán)形天線處于振子天線端頭的螺旋盤處，與振子天線端頭的螺旋盤相互重疊或部分重疊，環(huán)形天線與振子天線端頭的螺旋盤之間以絕緣層相隔離。
[0008]本發(fā)明的技術問題另一技術方案:
[0009]一種RFID電子標簽及其天線，主要包括標簽基材、電子標簽芯片、接電盤、環(huán)形天線、天線饋電部和振子天線；振子天線至少一個端頭呈螺旋盤形，所述螺旋盤形是指天線端頭圍繞中心區(qū)域逐漸展開或收縮的曲線形狀；環(huán)形天線兩端分別連接兩個天線饋電部，電子標簽芯片的兩個不同端子分別連接兩個接電盤，兩個接電盤分別與兩個天線饋電部重疊，兩個接電盤與兩個天線饋電部之間均以絕緣層相隔離；環(huán)形天線處于振子天線端頭的螺旋盤處，與振子天線端頭的螺旋盤相互重疊或部分重疊，環(huán)形天線與振子天線端頭的螺旋盤之間以絕緣層相隔離。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的另一個具體方面，所述環(huán)形天線可以是圓形的，可以是方形的，也可以是其他形狀的；環(huán)形天線上相距最遠的兩點間的距離不大于10mm。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的另一個具體方面，所述環(huán)形天線可以是單匝的，也可以是多匝的。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的另一個具體方面，所述振子天線端頭的螺旋盤形，可以是圓形的，可以是方形的，也可以是其他形狀的。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的另一個具體方面，所述RFID電子標簽具有多個相互不相連接的端頭呈螺旋盤形的振子天線，多個振子天線端頭的螺旋盤以同向螺旋盤繞；所述環(huán)形天線同時與多個振子天線端頭的螺旋盤相互重疊或部分重疊。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的另一個具體方面，所述振子天線展開呈Y字形，其中至少一個端頭呈螺旋盤形；所述環(huán)形天線與振子天線呈螺旋盤形的端頭相互重疊或部分重疊。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的另一個具體方面，所述展開呈Y字形的振子天線，有兩個端頭為同心的雙螺旋盤形；所述環(huán)形天線同時與雙螺旋盤處相互重疊或部分重疊。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的另一個具體方面，所述環(huán)形天線是制備在電子標簽芯片的基片上，形成片載天線。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的另一個具體方面，所述環(huán)形天線和振子天線可以是處于不同基材上，環(huán)形天線的基材和振子天線的基材可以相互粘接；也可以是處于同一基材上。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的另一個具體方面，所述環(huán)形天線與電子標簽芯片阻抗相匹配。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的另一個具體方面，所述端頭呈螺旋盤形振子的天線電氣長度小于一個波長。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的另一個具體方面，所述振子天線材料可以是柔性線路板，也可以是導電油墨，也可以是其他導電材料。
[0021]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比較，具有如下顯而易見的突出實質性特點和顯著優(yōu)點:
[0022]目前RFID電子標簽的慣用技術方案，都是讓電感環(huán)處于振子天線的中心點附近，而振子天線在其中心點無法形成多圈的結構，往往致使環(huán)形天線與振子天線的電感耦合不夠充分，影響RFID電子標簽的讀出距離。振子天線只有在其端頭才可以形成多圈的螺旋盤形狀，本技術方案讓環(huán)形天線處于振子天線端頭的螺旋盤處，與振子天線端頭的螺旋盤相重疊，使得環(huán)形天線與振子天線可以獲得比較充分的電感耦合，從而使得無源RFID電子標簽可以實現(xiàn)較遠的讀出距離；振子天線在其端頭盤成多圈的螺旋結構，又使得振子天線的幾何尺寸縮小、制造成本降低；環(huán)形天線與振子天線間的相互作用，采取與振子天線端頭螺旋盤重疊的電感耦合方式，使得振子天線與環(huán)形天線間的耦合不易因彎折或搓揉而損壞；從而實現(xiàn)一種小尺寸、低成本、耐使用、較遠讀出距離的無源RFID電子標簽。
[0023]本技術方案讓環(huán)形天線與振子天線端頭的螺旋盤相重疊耦合，使得在標簽生產(chǎn)制造中，兩部分天線可以分別加工生產(chǎn)，芯片和環(huán)形天線的幾何尺寸都非常小，芯片與環(huán)形天線的連接可以采取密集的集中加工生產(chǎn)方式，之后再將環(huán)形天線與振子天線端頭的螺旋盤簡單粘接；振子天線端頭的螺旋盤形狀，使得環(huán)形天線與螺旋盤重疊對位精度要求低、對位容易，進一步提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)的不良率，保證了產(chǎn)品的可靠性，降低了產(chǎn)品成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明【具體實施方式】一示意圖。
[0025]圖2是本發(fā)明【具體實施方式】二示意圖。
[0026]圖3是本發(fā)明【具體實施方式】三示意圖。
[0027]圖4是本發(fā)明【具體實施方式】四示意圖。
[0028]圖5是本發(fā)明【具體實施方式】五示意圖。
[0029]圖6是本發(fā)明【具體實施方式】六示意圖。
【具體實施方式】
[0030]【具體實施方式】一
[0031]如圖1所示的RFID電子標簽100由圓形環(huán)形天線110、電子標簽芯片120、環(huán)氧樹脂基板130、振子天線140、聚酰亞胺樹脂薄膜基材150組成；環(huán)形天線110由制備在環(huán)氧樹脂基板130上的覆銅層蝕刻制成，并具有的兩個饋電部111和112，環(huán)形天線110的直徑控制在IOmm以內(nèi)；電子標簽芯片120安置在環(huán)氧樹脂絕緣基板130上，環(huán)形天線110的兩個饋電部111和112與電子標簽芯片120上的兩個不同端子相連接，形成電子標簽環(huán)形天線和電子標簽芯片組件；振子天線140是由制備在聚酰亞胺樹脂薄膜基材150上的覆銅層蝕刻制成，形成柔性線路板振子天線組件，振子天線140的一端為螺旋盤形部分141，振子天線140展開后的電氣長度小于一個選用的工作波長；將圓形環(huán)形天線110中心與振子天線140的螺旋盤形部分141重疊，并將環(huán)氧樹脂基板130與聚酰亞胺樹脂薄膜基材150粘接在一起，形成無源的RFID電子標簽100。
[0032]振子天線140接收到RFID讀寫設備發(fā)出的電磁波信號，振子天線140內(nèi)產(chǎn)生感應電流，并通過端頭的螺旋盤141耦合到環(huán)形天線110中，環(huán)形天線110的兩個饋電部111和112再將感應電流傳遞給電子標簽芯片120，電子標簽芯片120被激活工作并將其內(nèi)部信息反饋給環(huán)形天線110，再通過耦合由振子天線140反向散射，形成RFID電子標簽100與RFID讀寫設備間的通訊。
[0033]【具體實施方式】二
[0034]如圖2所示的RFID電子標簽200由圓形環(huán)形天線210、環(huán)氧樹脂基板230、電子標簽芯片220、接電盤221和222、振子天線240和250、聚酯薄膜基材260、270和280組成；環(huán)形天線210為多匝線圈，由制備在聚酯薄膜基材260上的覆銅層蝕刻制成，并具有的兩個饋電部211和212，環(huán)形天線210的直徑控制在IOmm以內(nèi)；接電盤221和222由制備在環(huán)氧樹脂基板230上的覆鋁層蝕刻制成，電子標簽芯片220安置在環(huán)氧樹脂基板230上，電子標簽芯片220上的兩個不同端子分別連接兩個接電盤221和222，形成電子標簽芯片組件；振子天線240和250是由制備在聚酯薄膜基材270和280上的覆鋁層蝕刻分別制成，振子天線240的兩個端頭都為螺旋盤形241和242，振子天線250的兩個端頭也都為螺旋盤形251和252，兩個振子天線240和250展開后的電氣長度都分別小于一個選用的工作波長；將振子天線240螺旋盤形241與振子天線250螺旋盤形251相重疊，讓螺旋盤形241與螺旋盤形251形成同向盤繞的關系，且讓振子天線240兩個螺旋盤形241和242中心的連線方向與振子天線250兩個螺旋盤形251和252中心的連線方向相互垂直，并將聚酯薄膜基材270和280粘接在一起；圓形環(huán)形天線210中心再與振子天線240螺旋盤形241以及振子天線250螺旋盤形251重疊，并將聚酯薄膜基材260與聚酯薄膜基材270粘接在一起，再將接電盤221和222分別與圓形環(huán)形天線210的兩個饋電部211和212重疊，并將環(huán)氧樹脂基板230與聚酯薄膜基材260粘接在一起，形成無源的RFID電子標簽200。
[0035]振子天線240和/或250接收到RFID讀寫設備發(fā)出的電磁波信號，振子天線240和振子天線250內(nèi)產(chǎn)生感應電流，并通過端頭的螺旋盤241和251電感性耦合到環(huán)形天線210中，環(huán)形天線210的兩個饋電部211和212再將感應電流通過電容耦合方式分別耦合到接電盤221和222，接電盤221和222再將感應電流傳遞給電子標簽芯片220，電子標簽芯片220被激活工作并將其內(nèi)部信息反饋給環(huán)形天線210，再通過耦合由振子天線240或250反向散射，形成RFID電子標簽200與RFID讀寫設備間的通訊。
[0036]【具體實施方式】三
[0037]如圖3所示的RFID電子標簽300由圓形環(huán)形天線310、電子標簽芯片320、環(huán)氧樹脂基板330、振子天線340、聚酯薄膜基材350組成；環(huán)形天線310由制備在環(huán)氧樹脂基板330上的覆鋁層蝕刻制成，并具有的兩個饋電部311和312，環(huán)形天線310的直徑控制在IOmm以內(nèi)；電子標簽芯片320安置在環(huán)氧樹脂基板330上，環(huán)形天線310的兩個饋電部311和312與電子標簽芯片320上的兩個不同端子相連接，形成電子標簽環(huán)形天線和電子標簽芯片組件；振子天線340是由制備在聚酯薄膜基材350上的覆鋁層蝕刻制成，振子天線340由兩個相互不相連接的端頭都呈螺旋盤形的雙振子組成，振子天線340雙振子展開后的電氣長度都分別小于一個選用的工作波長，兩個振子的各一端以同向同心盤繞形成雙螺旋盤型341，兩個振子的各自的另一端也分別為兩個螺旋盤形342和343，342和343兩個螺旋盤形中心分別與雙螺旋盤型341中心的連線為相互正交關系；將圓形環(huán)形天線310中心與振子天線340的雙螺旋盤形部分341重疊，并將環(huán)氧樹脂基板330與聚酯薄膜基材350粘接在一起，形成無源的RFID電子標簽300。
[0038]振子天線340接收到RFID讀寫設備發(fā)出的電磁波信號，振子天線340內(nèi)產(chǎn)生感應電流，并通過端頭的螺旋盤341耦合到環(huán)形天線310中，環(huán)形天線310的兩個饋電部311和312再將感應電流傳遞給電子標簽芯片320，電子標簽芯片320被激活工作并將其內(nèi)部信息反饋給環(huán)形天線310，再通過耦合由振子天線340反向散射，形成RFID電子標簽300與RFID讀寫設備間的通訊。
[0039]【具體實施方式】四
[0040]如圖4所示的RFID電子標簽400由方形環(huán)形天線410、電子標簽芯片420、振子天線440、聚酯薄膜基材450組成；環(huán)形天線410由制備在聚酯薄膜基材450正面上的覆鋁層蝕刻制成，并具有的兩個饋電部411和412 ;電子標簽芯片420安置在聚酯薄膜基材450正面上，環(huán)形天線410的兩個饋電部411和412與電子標簽芯片420上的兩個不同端子相連接，振子天線440是由制備在聚酯薄膜基材450反面上的覆鋁層蝕刻制成，振子天線440是展開呈Y字的三端頭形，其中兩個端頭以同心同向盤繞形成雙螺旋盤型441呈方形，振子天線440展開后的電氣長度小于一個選用的工作波長；方形環(huán)形天線410中心與振子天線440的雙螺旋盤形部分441在聚酯薄膜基材450正反兩面重疊，形成無源的RFID電子標簽400。
[0041]振子天線440接收到RFID讀寫設備發(fā)出的電磁波信號，振子天線440內(nèi)產(chǎn)生感應電流，并通過端頭的螺旋盤441耦合到環(huán)形天線410中，環(huán)形天線410的兩個饋電部411和412再將感應電流傳遞給電子標簽芯片420，電子標簽芯片420被激活工作并將其內(nèi)部信息反饋給環(huán)形天線410，再通過耦合由振子天線440反向散射，形成RFID電子標簽400與RFID讀寫設備間的通訊。
[0042]【具體實施方式】五
[0043]如圖5所示的RFID電子標簽500由五邊形環(huán)形天線510、電子標簽芯片520、紙質基材530、振子天線540、紙質基材550組成；環(huán)形天線510由印刷在紙質基材530上的導電銀漿油墨制成，并具有的兩個饋電部511和512，五邊形環(huán)形天線510任意兩個對角線長度控制在IOmm以內(nèi)；電子標簽芯片520安置在紙質基材530上，環(huán)形天線510的兩個饋電部511和512與電子標簽芯片520上的兩個不同端子相連接，形成電子標簽環(huán)形天線和電子標簽芯片組件；振子天線540是由印刷在紙質基材550上的導電銀漿油墨制成，形成紙質印刷振子天線組件，振子天線540是展開呈Y字的三端形，其中一個端頭以八角形盤繞形成螺旋盤型541，振子天線540展開后的電氣長度小于一個選用的工作波長；將五邊形環(huán)形天線510中心與振子天線540的螺旋盤形部分541重疊，并將紙質基材530與550粘接在一起，形成無源的RFID電子標簽500。
[0044]振子天線540接收到RFID讀寫設備發(fā)出的電磁波信號，振子天線540內(nèi)產(chǎn)生感應電流，并通過端頭的螺旋盤541耦合到環(huán)形天線510中，環(huán)形天線510的兩個饋電部511和512將感應電流傳遞給電子標簽芯片520，電子標簽芯片520被激活工作并將其內(nèi)部信息反饋給環(huán)形天線510，再通過耦合由振子天線540反向散射形成RFID電子標簽500與RFID讀寫設備間的通訊。
[0045]【具體實施方式】六
[0046]如圖6所示的RFID電子標簽600由方形環(huán)形天線610、電子標簽芯片620、振子天線640、紙質基材650組成；環(huán)形天線610制備在電子標簽芯片620的同一基片上，環(huán)形天線610的兩端分別與電子標簽芯片620的兩個不同端子相連接，形成片載天線；振子天線640是由印刷在紙質基材650上的導電銀漿油墨制成，振子天線640兩個端頭分別盤繞形成螺旋盤型641和642，振子天線640展開后的電氣長度小于一個選用的工作波長；將帶有片載天線的電子標簽芯片620安置在振子天線640的紙質基材650上，并將片載環(huán)形天線610的中心與振子天線640的螺旋盤形部分641中心重疊，形成無源的RFID電子標簽600。
[0047]振子天線640接收到RFID讀寫設備發(fā)出的電磁波信號，振子天線640內(nèi)產(chǎn)生感應電流，并通過端頭的螺旋盤641耦合到環(huán)形天線610中，環(huán)形天線610再將感應電流傳遞給電子標簽芯片620，電子標簽芯片620被激活工作并將其內(nèi)部信息反饋給環(huán)形天線610，再通過耦合由振子天線640反向散射，形成RFID電子標簽600與RFID讀寫設備間的通訊。
[0048]以上內(nèi)容是結合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種RFID電子標簽及其天線，主要包括標簽基材、電子標簽芯片、環(huán)形天線、天線饋電部和振子天線；其特征在于: 振子天線至少一個端頭呈螺旋盤形，所述螺旋盤形是指天線端頭圍繞中心區(qū)域逐漸展開或收縮的曲線形狀；環(huán)形天線兩端分別連接兩個天線饋電部，兩個天線饋電部分別連接電子標簽芯片兩個不同的端子；環(huán)形天線處于振子天線端頭的螺旋盤處，與振子天線端頭的螺旋盤相互重疊或部分重疊，環(huán)形天線與振子天線端頭的螺旋盤之間以絕緣層相隔離。
2.根據(jù)權利要求1所述的RFID電子標簽及其天線，其特征在于: 所述環(huán)形天線是制備在電子標簽芯片的基片上，形成片載天線。
3.一種RFID電子標簽及其天線，主要包括標簽基材、電子標簽芯片、接電盤、環(huán)形天線、天線饋電部和振子天線；其特征在于: 振子天線至少一個端頭呈螺旋盤形，所述螺旋盤形是指天線端頭圍繞中心區(qū)域逐漸展開或收縮的曲線形狀；環(huán)形天線兩端分別連接兩個天線饋電部，電子標簽芯片的兩個不同端子分別連接兩個接電盤，兩個接電盤分別與兩個天線饋電部重疊，兩個接電盤與兩個天線饋電部之間均以絕緣層相隔離；環(huán)形天線處于振子天線端頭的螺旋盤處，與振子天線端頭的螺旋盤相互重疊或部分重疊，環(huán)形天線與振子天線端頭的螺旋盤之間以絕緣層相隔離。
4.根據(jù)權利要求1或3所述的RFID電子標簽及其天線，其特征在于: 所述環(huán)形天線可以是圓形的，可以是方形的，也可以是其他形狀的；環(huán)形天線上相距最遠的兩點間的距離不大于10mm。
5.根據(jù)權利要求1或3所述的RFID電子標簽及其天線，其特征在于: 所述環(huán)形天線可以是單匝的，也可以是多匝形的。
6.根據(jù)權利要求1或3所述的RFID電子標簽及其天線，其特征在于: 所述振子天線端頭的螺旋盤形，可以是圓形的，可以是方形的，也可以是其他形狀的。
7.根據(jù)權利要求1或3所述的RFID電子標簽及其天線，其特征在于: 所述RFID電子標簽具有多個相互不連接的端頭呈螺旋盤形的振子天線，多個振子天線端頭的螺旋盤以同向螺旋盤繞；所述環(huán)形天線同時與多個振子天線端頭的螺旋盤相互重疊或部分重疊。
8.根據(jù)權利要求1或3所述的RFID電子標簽及其天線，其特征在于: 所述振子天線展開呈Y字形，其中至少一個端頭呈螺旋盤形；所述環(huán)形天線與振子天線呈螺旋盤形的端頭相互重疊或部分重疊。
9.根據(jù)權利要求8所述的RFID電子標簽及其天線，其特征在于: 所述展開呈Y字形的振子天線，有兩個端頭為同心的雙螺旋盤形；所述環(huán)形天線同時與雙螺旋盤處相互重疊或部分重疊。
10.根據(jù)權利要求1或3所述的RFID電子標簽及其天線，其特征在于: 所述環(huán)形天線和振子天線可以是處于不同基材上，環(huán)形天線的基材和振子天線的基材相互粘接；也可以是處于同一基材上。
11.根據(jù)權利要求1或3所述的RFID電子標簽及其天線，其特征在于: 所述端頭呈螺旋盤形振子天線的電氣長度小于一個波長。
12.根據(jù)權利要求1或3所述的RFID電子標簽及其天線，其特征在于:所述振子天線材料可以是柔性線路板，也可以是導電油墨，也可以是其他導電材料。
【文檔編號】H01Q9/04GK103606002SQ201310631938
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月30日 優(yōu)先權日:2013年11月30日
【發(fā)明者】陳其暉 申請人:陳其暉