一种宽频带陶瓷抗金属标签的制作方法
【技术领域】
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[0001]本发明涉及一种宽频带陶瓷抗金属标签，属微波通讯技术领域，适用800MHz?IGHz频率范围内的射频识别
【背景技术】
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[0002]近年来随着RFID的发展，电子标签越来越多的应用在物流、防伪领域。普通的平面类纸质标签贴在金属表面辐射效率下降、阻抗和辐射方向图变化，导致这类标签读取距离大幅下降甚至不能被读取。因此针对金属环境通常需要使用抗金属标签，近年来，陶瓷抗金属标签采用高介电常数的陶瓷材料作为基底，极大地缩小了标签的尺寸，提高了标签在金属物体尤其是小尺寸的金属零件上的使用率。但由于陶瓷介质的介电常数越高，Q值也越大，大多数能量被储存在介质中，天线的带宽极窄，只有普通大尺寸抗金属标签的几十分之一，限制了标签的使用。针对这些问题，本发明设计了一种宽频带陶瓷抗金属标签，尺寸小，天线增益和带宽均超过普通大尺寸抗金属标签，可以方便的解决上述问题。
【发明内容】
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[0003]本发明的主要目的是提供一种宽频带陶瓷抗金属标签，旨在方便的解决对读取距离、带宽要求较高且尺寸较小的金属物体的识别、防伪要求。
[0004]本发明陶瓷抗金属标签包括天线、芯片和基板，基板收容所述天线和芯片，天线与芯片匹配；天线包括辐射面及接地面，辐射面位于基板的正面，接地面位于基板的背面，芯片位于基板的侧面；所述芯片与辐射面和接地面相连，辐射面与接地面呈镜像设置。
[0005]所述天线材质包括以下材质中的这一种:铜、铝、银和导电油墨。
[0006]所述基板的材质为陶瓷，包括以下材质中的一种:BaO-T1#列、ZrO 2_1102系列、BaO-Ln2O3-T12系列、CaO-Li 20-Ln203-Ti0^铅基钙钛矿系列等。
[0007]所述辐射面、接地面的形状包括以下形状中的一种:梯形、三角形、多边形、弧形、半圆形或圆形。
[0008]所述辐射面及接地面上的缝隙开槽的形状包括以下形状中的一种:矩形，十字形、H形、折线形、多边形、圆形或椭圆弧形等，且数量不限于一条。
[0009]所述辐射面、接地面、缝隙尺寸及芯片馈电处位置可根据实际情况改变。
[0010]所述基板的长度为5mm?35mm，宽度为5mm?35mm，厚度为0.5mm?5mm。
[0011]本发明陶瓷抗金属标签中，天线包括辐射面及接地面，辐射面位于基板的正面，接地面位于基板的背面，芯片位于基板的侧面；所述芯片与辐射面和接地面相连，辐射面和接地面呈镜像设置。通过调整辐射面及接地面尺寸可以方便的调节天线工作的频率，并且调整缝隙的尺寸及芯片馈电位置可以调节天线的阻抗，使天线阻抗与芯片共轭匹配，使标签输出最大功率，从而进一步达到延长读写距离的目的，通过调整辐射面和接地面的形状可以大幅拓展带宽，适当的缝隙开槽可以进一步拓展带宽和缩小天线的尺寸，使标签的应用更为方便。【附图说明】:
[0012]图1是本发明的一个实施例中宽频带陶瓷抗金属标签的结构示意图【具体实施方式】:
[0013]此处所描述的具体实施实例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0014]参照图1，本实施例中宽频带陶瓷抗金属标签包括天线10、芯片20和基板30，所述基板30收容所述天线10和芯片20，其中所述天线10与芯片20匹配，天线10包含辐射面11及接地面12，所述辐射面11位于所述基板30的正面，所述接地面12位于基板30的背面，所述芯片20位于基板30的侧面，与辐射面11和接地面12相连，辐射面11和接地面12呈镜像设置。
[0015]基板30的形状和尺寸具体要求设置。例如在一实施例中，可将基板30设置成矩形，其长度为5mm?35mm，宽度为5mm?35mm。基板30的材质为陶瓷介质，可以为以下BaO-T12系列、ZrO 2_Ti02系列、BaO-Ln 203_Ti02系列、CaO-Li 20-Ln203-Ti02&铅基钙钛矿系列等。由于基板30材料的介电常数和厚度影响天线10的传输效率，可进一步选取相对合适材质作为基板30的材质，并根据天线10的尺寸设置基板30的厚度为0.5?5mm。
[0016]辐射面11的外形可以为梯形、三角形、多边形、弧形、半圆形或圆形。参照图1，在一实施例中，辐射面11的外形为梯形，其位于基板30的正面。
[0017]接地面12的外形可以为梯形、三角形、多边形、弧形或圆形。参照图1，在一实施例中，接地面12的外形为梯形，其位于基板30的背面，接地面12与辐射面11呈镜像设置。
[0018]辐射部分及接地面上的缝隙开槽的形状包括以下形状中的一种:矩形，十字形、H形、折线形、多边形、圆形或椭圆弧形等，且数量不限于一条。参照图1，在一实施例中，辐射部分11上有一条直线型的缝隙。
[0019]在一实施例中可以通过调整辐射面11、接地面12的尺寸和芯片20的馈电位置来实现天线10与芯片20共轭匹配。共轭匹配是指在信号源给定的情况下，天线阻抗与芯片阻抗共轭，当两者共轭时输出功率最大。本实施例宽频带陶瓷抗金属标签中天线10与芯片20的共轭匹配是指天线10的阻抗与芯片20的阻抗共轭匹配，从而输出最大功率。例如天线10的阻抗与芯片20的阻抗共轭可通过调整辐射面11和接地面12的尺寸形状来实现天线10的阻抗与芯片20的阻抗共轭，以达到输出最大功率的目的，从而进一步扩大陶瓷抗金属标签的识读距离。
[0020]辐射面11、接地面12的镜像梯形设计可极大地降低天线的Q值，拓展带宽，适当的缝隙开槽可进一步拓展带宽。例如在本实施例中，可以通过调节辐射面11、接地面12的形状尺寸，缝隙开槽的位置和芯片20馈电位置来调整天线10的工作带宽，以适配于复杂环境的使用。
[0021]天线10的材质可以为铜、铝、银和导电油墨等，可以通过蚀刻工艺、沉淀工艺或印刷工艺与基板30固定连接，芯片20既可以采用导电胶将芯片倒封装在基板30的侧面，也可以用金线或铝线邦定机用金线或铝线将芯片20邦定在基板30侧面。
[0022]上述实施例中，各部分的尺寸可以按照厂家要求的标签的大小进行设置，使用时可以直接粘贴在物体上，也可以封装在客户要求的模具内。
[0023]宽频带陶瓷抗金属标签中设有上述天线10、芯片20以及基板30，可以方便的应用于物流、防伪等领域。
[0024]以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构变换，或者直接、间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种宽频带陶瓷抗金属标签，其特征在于，包括天线、芯片和基板，基板收容所述天线和芯片，天线与芯片匹配；天线包括辐射面及接地面，辐射面位于基板的正面，接地面位于基板的背面，芯片位于基板的侧面；所述芯片与辐射面和接地面相连；辐射面与接地面呈镜像设置。
2.根据权利要求1所述的标签，其特征在于，所述天线材质包括以下材质中的一种:铜、铝、银或导电油墨。
3.根据权利要求1所述的标签，其特征在于，所述基板为陶瓷材质，包括以下材质中的一种！BaO-T12系列、ZrO 2_Ti02系列、BaO-Ln 203_Ti02系列、CaO-Li 20-Ln203-Ti02&铅基钙钛矿系列。
4.根据权利要求1所述的标签，其特征在于，所述辐射面的形状包括以下形状中的一种:梯形、三角形、多边形、弧形、半圆形或圆形。
5.根据权利要求1所述的标签，其特征在于，所述接地面的形状包括以下形状中的一种:梯形、三角形、多边形、弧形、半圆形或圆形。
6.根据权利要求1所述的标签，其特征在于，所述辐射面及接地面上的缝隙开槽的形状包括以下形状中的一种:矩形，十字形、H形、折线形、多边形、圆形或椭圆弧形等，且数量不限于一条。
7.根据权利要求1所述的标签，其特征在于，通过调整缝隙的尺寸和芯片馈电点的位置调节天线的阻抗，使天线阻抗与芯片阻抗共轭匹配，使标签输出最大功率。
8.根据权利要求1所述的标签，其特征在于，所述基板的形状包括以下形状中的一种:方形、梯形、多边形、椭圆形或圆形。
9.根据权利要求1所述的标签，其特征在于，通过调节辐射面及接地面的尺寸来调整天线的工作频段。
10.根据权利I所述的标签，其特征在于，所述基板的长度为5mm?35mm，宽度为5mm?35mm,厚度为 0.5mm ?5mmο
【专利摘要】本发明涉及无线射频识别(RFID)领域，提供了一种宽频带陶瓷抗金属标签。本发明陶瓷抗金属标签包括天线、芯片和基板，基板收容所述天线和芯片，天线与芯片匹配；天线包括辐射部分、阻抗调节部分、共面耦合部分及接地面，辐射部分、阻抗调节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，芯片位于基板的侧面；所述芯片与阻抗调节部分和接地面相连。该种陶瓷抗金属标签尺寸小，天线的特殊设计可极大地降低天线的Q值、展宽带宽，性能超过普通的大尺寸抗金属标签，可以方便的应用在很多尺寸较小，同时对读取距离、带宽要求较高的金属环境中。
【IPC分类】G06K19-077
【公开号】CN104636794
【申请号】CN201410427269
【发明人】秦津津, 马纪丰, 赵军伟
【申请人】北京中电华大电子设计有限责任公司
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2014年8月27日