一種寬頻帶陶瓷抗金屬標(biāo)簽的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及無線射頻識(shí)別(RFID)領(lǐng)域，提供了一種寬頻帶陶瓷抗金屬標(biāo)簽。一種寬頻帶陶瓷抗金屬標(biāo)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(diào)節(jié)部分、共面耦合部分及接地面，輻射部分、阻抗調(diào)節(jié)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(cè)面；所述芯片與阻抗調(diào)節(jié)部分和接地面相連。該種陶瓷抗金屬標(biāo)簽尺寸小，天線的特殊設(shè)計(jì)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(biāo)簽，可以方便的應(yīng)用在很多尺寸較小，同時(shí)對(duì)讀取距離、帶寬要求較高的金屬環(huán)境中。
【專利說明】一種寬頻帶陶瓷抗金屬標(biāo)簽

【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明涉及一種寬頻帶陶瓷抗金屬標(biāo)簽，屬微波通訊【技術(shù)領(lǐng)域】，適用800MHz?IGHz頻率范圍內(nèi)的射頻識(shí)別

【背景技術(shù)】
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[0002]近年來隨著RFID的發(fā)展，電子標(biāo)簽越來越多的應(yīng)用在物流、防偽領(lǐng)域。普通的平面類紙質(zhì)標(biāo)簽貼在金屬表面輻射效率下降、阻抗和輻射方向圖變化，導(dǎo)致這類標(biāo)簽讀取距離大幅下降甚至不能被讀取。因此針對(duì)金屬環(huán)境通常需要使用抗金屬標(biāo)簽，近年來，陶瓷抗金屬標(biāo)簽采用高介電常數(shù)的陶瓷材料作為基底，極大地縮小了標(biāo)簽的尺寸，提高了標(biāo)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(zhì)的介電常數(shù)越高，Q值也越大，大多數(shù)能量被儲(chǔ)存在介質(zhì)中，天線的帶寬極窄，只有普通大尺寸抗金屬標(biāo)簽的幾十分之一，限制了標(biāo)簽的使用。針對(duì)這些問題，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種寬頻帶陶瓷抗金屬標(biāo)簽，尺寸小，天線增益和帶寬均超過普通大尺寸抗金屬標(biāo)簽，可以方便的解決上述問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

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[0003]本發(fā)明的主要目的是提供一種寬頻帶陶瓷抗金屬標(biāo)簽，旨在方便的解決對(duì)讀取距離、帶寬要求較高且尺寸較小的金屬物體的識(shí)別、防偽要求。
[0004]本發(fā)明陶瓷抗金屬標(biāo)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(diào)節(jié)部分、共面耦合部分及接地面，輻射部分、阻抗調(diào)節(jié)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(cè)面；所述芯片與阻抗調(diào)節(jié)部分和接地面相連。
[0005]所述天線材質(zhì)包括以下材質(zhì)中的這一種:銅、鋁、銀和導(dǎo)電油墨。
[0006]所述基板的材質(zhì)為陶瓷，包括以下材質(zhì)中的一種:Ba0-Ti02系列、ZrO2-T12系列、BaO-Ln2O3-T12 系列、CaO-Li2O-Ln2O3-T12 及鉛基鈣鈦礦系列等。
[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(diào)節(jié)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(shù)量不限于一條。
[0010]所述輻射部分、阻抗調(diào)節(jié)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(jù)實(shí)際情況改變。
[0011]所述基板的長度為5_?35mm,寬度為5_?35mm,厚度為0.5mm?5_。
[0012]本發(fā)明陶瓷抗金屬標(biāo)簽中，天線包括輻射部分、阻抗調(diào)節(jié)部分、共面耦合部分及接地面，輻射部分、阻抗調(diào)節(jié)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(cè)面；所述芯片與阻抗調(diào)節(jié)部分和接地面相連。通過調(diào)整輻射部分及共面耦合部分尺寸可以方便的調(diào)節(jié)天線工作的頻率，并且調(diào)整阻抗調(diào)節(jié)部分及縫隙的位置尺寸可以調(diào)節(jié)天線的阻抗，使天線阻抗與芯片共軛匹配，使標(biāo)簽輸出最大功率，從而進(jìn)一步達(dá)到延長讀寫距離的目的。同時(shí)由于標(biāo)簽尺寸小，陶瓷介質(zhì)Q值高，輻射部分及共面耦合部分的特殊設(shè)計(jì)拓寬了帶寬，適當(dāng)?shù)目p隙開槽可進(jìn)一步拓展帶寬和縮小天線的尺寸，使標(biāo)簽的應(yīng)用更為方便。

【專利附圖】

【附圖說明】
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[0013]圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中寬頻帶陶瓷抗金屬標(biāo)簽的結(jié)構(gòu)示意圖【具體實(shí)施方式】:
[0014]此處所描述的具體實(shí)施實(shí)例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0015]參照?qǐng)D1，本實(shí)施例中寬頻帶陶瓷抗金屬標(biāo)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(diào)節(jié)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(diào)節(jié)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(cè)面，與阻抗調(diào)節(jié)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(shè)置。例如在一實(shí)施例中，可將基板30設(shè)置成矩形，其長度為5mm?35mm,寬度為5mm?35mm。基板30的材質(zhì)為陶瓷介質(zhì)，可以為以下BaO-T12 系列、ZrO2-T12 系列、BaO-Ln2O3-T12 系列、CaO-Li2O-Ln2O3-T12 及鉛基鈣鈦礦系列等。由于基板30材料的介電常數(shù)和厚度影響天線10的傳輸效率，可進(jìn)一步選取相對(duì)合適材質(zhì)作為基板30的材質(zhì)，并根據(jù)天線10的尺寸設(shè)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?qǐng)D1，在一實(shí)施例中，福射部分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?qǐng)D1，在一實(shí)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(diào)節(jié)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?qǐng)D1，在一實(shí)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(shù)量不限于一條。參照?qǐng)D1，在一實(shí)施例中，輻射部分11和共面波導(dǎo)部分13上各有兩條直線型的縫隙。
[0021]阻抗調(diào)節(jié)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?qǐng)D1，在一實(shí)施例中，阻抗調(diào)節(jié)部分12的形狀為直線形，其位于基板30的正面。
[0022]在一實(shí)施例中可以通過調(diào)整輻射部分11和共面耦合部分13的尺寸可以方便的調(diào)節(jié)天線工作的頻率，并且調(diào)整阻抗調(diào)節(jié)部分12及縫隙的位置尺寸可以調(diào)節(jié)天線的阻抗，使天線阻抗與芯片共軛匹配，使標(biāo)簽輸出最大功率，從而進(jìn)一步達(dá)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(shè)計(jì)可極大地降低天線的Q值，拓展帶寬，適當(dāng)?shù)目p隙開槽可進(jìn)一步擴(kuò)展帶寬。如在本實(shí)施例中，可以通過調(diào)節(jié)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(diào)整天線10的工作帶寬，以適配于復(fù)雜環(huán)境的使用。
[0024]天線10的材質(zhì)可以為銅、鋁、銀和導(dǎo)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(dǎo)電膠將芯片倒封裝在基板30的側(cè)面，也可以用金線或鋁線邦定機(jī)用金線或鋁線將芯片20邦定在基板30側(cè)面。
[0025]上述實(shí)施例中，各部分的尺寸可以按照廠家要求的標(biāo)簽的大小進(jìn)行設(shè)置，使用時(shí)可以直接粘貼在物體上，也可以封裝在客戶要求的模具內(nèi)。
[0026]寬頻帶陶瓷抗金屬標(biāo)簽中設(shè)有上述天線10、芯片20以及基板30，可以方便的應(yīng)用于物流、防偽等領(lǐng)域。
[0027]進(jìn)一步地，本發(fā)明使用介電常數(shù)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(diào)節(jié)部分12的長度為6.7mm,寬度為1mm，共面耦合部分13與輻射面11、阻抗調(diào)節(jié)部分12的間距為0.4mm，輻射面11和共面稱合部分13的兩條縫隙開槽的長度為6mm,寬度為0.5mm,距離基板左側(cè)5mm。接地面14的尺寸為18.5*17mm。
[0028]進(jìn)一步地,本發(fā)明的陶瓷標(biāo)簽貼在400*400mm的金屬板上,天線在915MHz時(shí)阻抗為 30.1+113.4j。
[0029]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所做的等效結(jié)構(gòu)變換，或者直接、間接運(yùn)用在其它相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種寬頻帶陶瓷抗金屬標(biāo)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(diào)節(jié)部分、共面耦合部分及接地面，輻射部分、阻抗調(diào)節(jié)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(cè)面；所述芯片與阻抗調(diào)節(jié)部分和接地面相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的標(biāo)簽，其特征在于，所述天線材質(zhì)包括以下材質(zhì)中的一種:銅、鋁、銀或?qū)щ娪湍?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的標(biāo)簽，其特征在于，所述基板為陶瓷材質(zhì)，包括以下材質(zhì)中的一種=BaO-T12 系列、ZrO2-T12 系列、BaO-Ln2O3-T12 系列、CaO-Li2O-Ln2O3-T12 及鉛基鈣欽礦系列等。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的標(biāo)簽，其特征在于，所述輻射部分的形狀包括以下形狀中的一種:梯形、三角形、矩形、多邊形、弧形、橢圓形、圓形、半橢圓形或半圓形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的標(biāo)簽，其特征在于，所述阻抗調(diào)節(jié)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。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的標(biāo)簽，其特征在于，所述共面耦合部分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。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的標(biāo)簽，其特征在于，所述接地面部分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。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的標(biāo)簽，其特征在于，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(shù)量不限于一條。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的標(biāo)簽，其特征在于，通過調(diào)整輻射部分、共面耦合部分、阻抗調(diào)節(jié)部分及縫隙的尺寸調(diào)節(jié)天線的阻抗，使天線阻抗與芯片阻抗共軛匹配，使標(biāo)簽輸出最大功率。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的標(biāo)簽，其特征在于，所述基板的形狀包括以下形狀中的一種:矩形、方形、梯形、多邊形、橢圓形或圓形。
【文檔編號(hào)】G06K19/07GK104346639SQ201410427443
【公開日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2014年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月27日
【發(fā)明者】秦津津, 馬紀(jì)豐, 趙軍偉 申請(qǐng)人:北京中電華大電子設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司