具有自动调制功能的RFID标签的制作方法

文档序号:15681866发布日期:2018-10-16 20:39阅读:491来源:国知局

本实用新型涉及一种具有自动调制功能RFID标签,属于RFID标签技术领域。



背景技术:

现有的无线射频识别标签(RFID)技术主要分为UHF(超高频)标签和HF(高频)标签,这是两种独立的、不同工作模式的标签,UHF标签是一个芯片搭配折叠偶极子天线工作于800-1000MHZ频段的RFID技术;HF标签是一个芯片搭配线圈天线工作与13.56MHZ频段的RFID技术。目前国际上RFID应用以LF和HF标签产品为主;UHF标签开始规模生产,由于其具有可远距离识别和低成本的优势,有望在当下发展中成为主流。

随着RFID技术在各领域的推广和应用,对不同电子标签的功能与要求逐步细化,并逐渐提高标签的智能化。该类标签在原来功能的基础上,新增性能、频点自动调制功能。例如同一款标签使用于不同介质条件下(纸质吊牌、塑料卡片、木质商品等),自动调制功能RFID标签均可在上述条件下正常使用。

该标签技术是零售业、物流运输和仓库管理等行业进行数据采集,建立智能化管理信息平台的必要手段,智能化RFID产品的应用已成为不可阻挡的趋势。

UHF标签和HF标签工作原理不同,UHF标签采用反向散射耦合工作方式,工作频段为860MHZ-960MHZ,识读距离远(10m)。HF标签采用电磁耦合工作方式,工作频段为13.56MHZ,识读距离近(10cm)。

如图1所示,常规UHF偶极子电子标签包括loop环路1、辐射区2、偶合区3,loop环路1采用+型设计方法。UHF、HF标签可以存储信息,进行数据通信,方便对产品运输、储存等相关信息进行管理,该类标签不具备性能、频点自动调制功能,但当标签所搭配介质材料发生变化,常规RFID标签性能、频点均会发生不同程度变化,故正常标签不适用于不同介质材料搭配使用,常规标签基本对应一款介质材料搭配使用。

正常UHF标签和HF标签仅适用于搭配单款介质材料,这样就限制标签的应用方法,现在RFID标签的应用需求越来越多,故研究一款带温度传感器功能的RFID标签是大势所趋。



技术实现要素:

本实用新型的目的针对现有的UHF偶极子电子标签不具备性能、频点自动调制功能,不能满足实际需求的问题;现在市面上常规RFID标签只适用于单介质材料,使用范围有限制,本实用新型提供一种具有自动调制功能的RFID标签,具备性能、频点自动调制功能,在不同介质材料下(纸质吊牌、塑料卡片、木质商品等)性能(读距)可达10米,适用于多材料提高了经济效益,具有很强的实用性。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的,一种自动调制功能的RFID标签,包括基材,基材上方蚀刻的天线和天线上连接的芯片,芯片连接天线loop区回路,天线loop区回路通过第一弯折连接第一辐射区,天线loop区回路通过第二弯折连接第二辐射区,其特征是,所述天线loop区回路为矩形,第一弯折与第二弯折部对称设置,第一辐射区、第二辐射区对称设置,第一辐射区、第二辐射区为倒L形,第一弯折部为几字形,包括第一竖直部、水平部、第二竖直部,水平部两端向下设置第一竖直部、第二竖直部,第一竖直部与第一辐射区相连接,第二竖直部与天线loop区回路相连接,第一竖直部的高度小于第二竖直部的高度。

优选的,所述天线的长度为5~100 mm,高度为5~100mm。

优选的,所述天线loop区回路的矩形的长与宽比例为3:1。

优选的,所述天线loop区回路、第二弯折端部、第二弯折端部组成T形结构。

优选的,所述芯片为Ucode8、Ucode8M、Monza R6、Monza R6P。

与现有技术相比,本实用新型具有以下有益效果:

第一,本实用新型自动调制功能的RFID标签,包括基材、金属天线、导电胶、芯片,以及天线填充物,芯片连接天线,loop区环路,天线为弯折对称结构,该结构天线可保证标签温度采集正常。天线具有自动调制功能的UHF天线,该天线的长度为5~100 mm,高度为5~100mm。依据需求尺寸,进行天线辐射区设计,主要采用弯折法+L型辐射铝块(正常弯折道数1-2道,两侧采用L型辐射铝块),以实现性能优化(读距性能可提高2-4m)。

第二,由于标签本身读距性能易受不同介质材料变化而改变,故需通过增加标签带宽(增大天线带宽至30-50MHz)以降低温度变化对其读距性能影响,该标签通过将loop区设计为矩形状(长与宽保持3:1的比例关系)实现带宽增大。

第三,新型耦合区(loop区与辐射区结合处为耦合区)设计,打破常规耦合区设计方法(常规设计为:辐射区分别在loop区两侧,+型设计方法),针对自动调制的标签采用新型耦合区设计方法(新型设计为:辐射区与loop区下方连接,采用T型设计方法),此法可加强耦合处电磁能量,提高辐射效率,从而满足标签在不同材料上的自动调制。

第四,芯片:Ucode8、Ucode8M、Monza R6或Monza R6P。所述方法是先使用绘图软件设计一个UHF标签天线模型图并生成.sat文件,将该文件导入射频仿真软件中,在软件中对该款天线建模,设置芯片的大小种类、设置参数,以模拟标签天线现实使用环境,模拟环境搭建完成后使用仿真软件对天线性能进行仿真,最后仿真软件输出标签天线的性能、频点等参考值。

第五,本实用新型设计与使用方式简易明白,方便实用。该标签性能、频点自动调制功能,可实现在不同介质材料上自动调制。通过优化天线尺寸,大大降低了UHF(超高频)天线生产工艺的复杂程度和生产成本。通过优化设计方式(改善耦合区、loop区设计),可增加天线带宽(保证相同性能需求的前提下)。本实用新型其在不同介质材料下(纸质吊牌、塑料卡片、木质商品等)性能(读距)可达10米,优于常规标签,适用于多材料搭配使用,提高了经济效益,具有很强的实用性。

附图说明

图1为常规UHF偶极子电子标签的结构示意图;

图2为本实用新型中自动调制功能RFID标签的结构示意图。

具体实施方式

结合附图和实施例进一步说明本实用新型。

如图2所示,一种自动调制功能的RFID标签,包括基材,基材上方蚀刻的天线和天线上连接的芯片,芯片连接天线loop区回路1,天线loop区回路1通过第一弯折2连接第一辐射区4,天线loop区回路1通过第二弯折3连接第二辐射区5。

天线loop区回路为矩形,第一弯折与第二弯折部对称设置,第一辐射区、第二辐射区对称设置,第一辐射区、第二辐射区为倒L形,第一弯折部为几字形,包括第一竖直部、水平部、第二竖直部,水平部两端向下设置第一竖直部、第二竖直部,第一竖直部与第一辐射区相连接,第二竖直部与天线loop区回路相连接,第一竖直部的高度小于第二竖直部的高度。

天线的长度为5~100 mm,高度为5~100mm。

天线loop区回路的矩形的长与宽比例为3:1。

天线loop区回路、第二弯折端部、第二弯折端部组成T形结构。

芯片为Ucode8、Ucode8M、Monza R6或Monza R6P。

一种自动调制功能RFID标签的设计方法:

先使用绘图软件设计一个UHF标签天线模型图并生成.sat文件,将该文件导入射频仿真软件中,在软件中对该款天线建模,设置芯片的大小种类、设置天线及对应材料模型,以模拟标签天线现实使用环境,模拟环境搭建完成后使用仿真软件对天线性能进行仿真,最后输出标签天线的性能与频点, 由于常规UHF偶极子电子标签搭配不同介质材料频点、性能会发生变化,导致差异性存在,此设计通过特殊结构设计与优化,实现标签的自动调制功能。

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