发送应答器标签的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种发送应答器标签，该发送应答器标签包括匹配网络，该匹配网络具有发送应答器IC和电路结构，包括与匹配网络电磁耦合的辐射器、用于接纳匹配网络和辐射器的绝缘的电路载体，其中，在电路载体的第一侧上设置有所述匹配网络，多个辐射器设置在电路载体的第二侧上，使得辐射器的第一部分区域覆盖电路结构的至少一个部分区域，并且电路结构和相应的辐射器分别非电流地相互连接。
【专利说明】发送应答器标签
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种发送应答器标签，该发送应答器标签包括匹配网络，该匹配网络具有发送应答器IC和电路结构；包括与匹配网络电磁耦合的辐射器以及用于接纳匹配网络和辐射器的、绝缘的电路载体。
【背景技术】
[0002]基于无线电的、通过使用RFID技术(无线射频识别)的物体识别的发展，其特征在于，致力于这样构建需要安装在物体上的和被称为发送应答器的系统组件，使得能够以最小的耗费达到尽可能大的有效范围。较旧的系统以几个kHz (例如125kHz)直至几个MHz(13.56MHz)的低频率范围工作。这些系统由于大的波长利用磁场来耦合读出站和发送应答器的通讯。与此相应地，有效范围是小的。
[0003]利用过渡到UHF范围(860/915MHZ)或者微波范围(2.4GHz)中来达到有效范围的的显著提高。这里波长为30cm或者12.5cm。与此相应地，天线是更小的并且作为电磁波的传播在显著更小的距离内给出，从而有效范围也变得更大。
[0004]此外，公开文献DE 11 2008 000 065 T5中是发送应答器单元的基本结构，该发送应答器单元包括设计用于无线通讯的1C、在其上施加有电源电路的电源电路基板，该电源电路主要包括感应的导体回线和必要时包括电容，两个组件与其连接成一个振荡电路，以及该发送应答器单元包括辐射板，该辐射板与振荡电路基本上磁耦合。
[0005]由DE 10 2005 042 444 Al已知一种发送应答器标签，该发送应答器标签一方面具有带有发送应答器IC和电路结构的匹配网络以及另一方面具有与匹配网络耦合的辐射器。匹配网络和辐射器安装在构成为基质薄膜的绝缘的电路载体的同一平侧上。匹配网络的电路结构用作初级天线，而辐射器用作次级天线。因此，初级天线和次级天线在同一平面内延伸，其中，通过所述初级天线和次级天线沿基质薄膜的延伸方向间隔开距离，关于这样构成的振荡电路的谐振频率进行匹配。
[0006]在已知的发送应答器标签上不利的是，谐振曲线是相对窄带的，从而读出特性在环境影响、如例如天气变化时可能变差。
【发明内容】
[0007]因此，本发明的任务在于，进一步改进发送应答器标签，使得在UHF范围内按照简单的方式达到高的读出有效范围，其中，给出扩大的宽频带性以及保证稳定的传输特性。
[0008]为了解决该任务，本发明与权利要求1的前序部分相结合，其特征在于，所述匹配网络设置在电路载体的第一侧上，多个辐射器设置在电路载体的第二侧上，使得辐射器的第一部分区域覆盖电路结构的至少一个部分区域，以及电路结构和相应的辐射器分别非电流地相互连接。
[0009]本发明的一项特别的优点在于，创造一种发送应答器标签，该发送应答器标签不仅具有高的读出有效范围而且具有稳定的传输特性，这些传输特性基本上与环境影响无关。本发明一方面规定多个辐射器(次级天线)的布置结构，这些辐射器关于绝缘的电路载体的延伸平面与匹配网络的电路结构(初级天线)重叠地设置。在一方面辐射器和另一方面电路结构之间的耦合或者与所希望的谐振频率的匹配决定性地通过沿横向于电路载体的延伸的方向形成的距离来进行，该距离通过电路载体的横向延伸的选择或者设计来确定。按照本发明的另一种实施形式，当辐射器的部分区域和电路结构的部分区域上下重叠地处于对准，其中，在相应的部分区域之间的距离通过电路载体和必要时其他的绝缘层的厚度所预定时，则达到最佳的传输特性。因此，电路载体厚度可以被用于振荡电路的电容调整。此外，一方面电路结构和另一方面辐射器的相对定位能够公差较少地进行。
[0010]按照本发明的一种优选的实施形式，匹配网络直接设置在同一个电路载体的第一平侧上并且辐射器直接设置在同一个电路载体的对置的第二平侧上。因此，电路载体在两侧设有电构件。由此可以有利地保证紧凑的构造。此外能实现改善的、用于将发送应答器标签集成在空心柱体内的可卷曲性。
[0011]按照本发明的另一种实施形式，所述电路载体可以具有多个相互平行地延伸的基质薄膜，其中，在该电路载体的第一平侧上设置有电路结构并且在该电路载体的第二平侧上设置有辐射器。由此能够提高每一电路结构的辐射器的数量，这点导致改善的传输特性。必要时，在接纳匹配网络的平面和接纳辐射器的平面之间延伸的电路载体可以包括一个或多个基质薄膜。例如所述基质薄膜之一可以用于接纳其他的电构件。电容高度调整通过所述基质薄膜的材料或者通过所述基质薄膜的厚度进行。
[0012]本发明的其他优点由其他从属权利要求得出。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]借助附图更详细地阐述本发明的实施例。图中:
[0014]图1示出按照第一实施形式的发送应答器标签的俯视图；
[0015]图2示出按照图1的发送应答器标签的纵剖视图；
[0016]图3示出一个多层的发送应答器标签的纵剖视图；
[0017]图4示出带有一个附加的构件的发送应答器的纵剖视图；
[0018]图5a示出匹配网络的俯视图；
[0019]图5b示出按照另一种实施形式的发送应答器标签的俯视图；
[0020]图5c示出按照另一种实施形式的发送应答器标签的俯视图；
[0021]图5d示出按照另一种实施形式的发送应答器标签的俯视图；
[0022]图5e示出发送应答器标签的透视图；
[0023]图5f示出按照另一种实施形式的发送应答器标签的俯视图；
[0024]图5g示出按照另一种实施形式的发送应答器标签的俯视图；以及
[0025]图5h示出按照另一种实施形式的发送应答器标签的俯视图。
【具体实施方式】
[0026]发送应答器标签I主要包括匹配网络2和一定数量的辐射器3、3’。
[0027]匹配网络2具有发送应答器IC4 (芯片)和电路结构5 (初级天线)。在当前的实施例中，初级天线4矩形地或者方形地延伸。[0028]根据本发明的按照图1和2的第一实施形式，匹配网络2设置在电绝缘的电路载体7的第一平侧6上。电路载体7例如可以构成为柔性的基质薄膜，匹配网络2通过压印或者通过蚀刻施加在该基质薄膜上。在基质薄膜7的对置的第二平侧8上通过例如压印施加有次级天线3、3’。
[0029]次级天线3、3’分别具有一个面导体区段9和一个回线导体区段10，这些面导体区段和回线导体区段在一个共同的平面内延伸，其中，回线导体区段10设置在靠近电路结构5的内侧上。回线导体区段10的端部构成次级天线3、3’的第一部分区域11，该第一部分区域覆盖初级天线5的一个部分区域12。
[0030]初级天线5的部分区域12和次级天线3、3’的第一部分区域11分别构成导电的天线区段，其中，一方面辐射器3、3’的第一部分区域11和另一方面电路结构5的部分区域12的距离等于基质薄膜7的厚度d。因此，用于发送应答器标签I的振荡电路的谐振频率的电容调整基本上通过基质薄膜7的材料和基质薄膜7的厚度d来确定。
[0031]一方面辐射器3、3’的第一部分区域11和另一方面电路结构5的部分区域12优选相互对准地设置，亦即，在构成距离d的情况下沿横向于基质薄膜7或者匹配网络2的延伸的方向设置。
[0032]次级天线3、3’具有相同的形状，其中，各次级天线的端部11分别与初级天线的对置的端部12叠合地、上下重叠地设置。
[0033]第一辐射器3、第二辐射器3’以及电路结构5非电流地相互连接。一方面辐射器
3、3’和另一方面电路结构5之间仅存在一个用于形成为传输所需要的谐振频率的电磁耦
八
口 ο
[0034]如由图2可看出，匹配网络2处在电路载体7的第一侧13上并且次级天线3、3’处在电路载体7的第二侧14上
[0035]如由按照图4的备选的实施形式可得出，电路载体15也可以通过两个基质薄膜
16、16’构成。附加的基质薄膜16’例如可以用于接纳另一个电构件17。谐振匹配(如在上述的实施例)通过沿横向于基质薄膜16、16’的方向由一方面次级天线3、3’到另一方面初级天线5的距离d’来进行。
[0036]各实施例的相同构件或者构件功能配置有相同的附图标记。
[0037]根据本发明的按照图2的另一实施形式，在匹配网络2的两个平侧上可以连接电路载体18 (基质薄膜)，在所述电路载体的背离匹配网络2的侧面上连接有辐射器3、3’以及辐射器3’’、3"'。由此产生带有四个次级天线3、3’、3"、3"'的布置结构，这点导致改善的传输性能。
[0038]以下的实施方式涉及其他的图5a至5h。
[0039]本发明规定一种发送应答器标签，该发送应答器标签包括带有施加的电路结构和发送应答器IC以及带有至少两个磁耦合的辐射器(天线)的载体，其中，所述电路结构被施加在柔性的载体(1-100)上并且辐射器(1-200)包括至少两个相互分开的基体，这些基体在电路结构附近设置在不同的部位上并且构成至少两个电场并且与电路结构非电流地相互连接。
[0040]当辐射器由有机结构构成或者构成为丝体(1-400)或体积体(1-500)时，产生一种特别的实施方式。在图5c中，辐射器构成为面。相应的端部与电路结构通过电磁场耦合。[0041]按照图5f，辐射器也可以构成为面状的螺旋。有利地，电路结构附加地以谐振运行。
[0042]按照图5g可以仅将辐射器(1-700)的端部粘接在金属上。备选地也可以将辐射器(1-800)整面地粘接在金属上。
[0043]应用可能性之一是将电路结构和辐射器完全喷入或者注入到弹性的或坚固的塑料中。由此能够制造特别小的且有效的结构，发送应答器功能在这些结构中实现。备选地，发送应答器标签也可以被弓丨入到坚固的包套内。
[0044]发送应答器标签可以构成为绕其纵向轴线或者绕其横向轴线弯曲的，从而发送应答器标签可以被弯曲、注型或者喷溅或者包套。
【权利要求】
1.发送应答器标签，包括 —匹配网络(2)，该匹配网络具有发送应答器IC (4)和电路结构(5)， —与匹配网络(2)电磁耦合的辐射器(3、3’、3〃、3"')， —用于接纳匹配网络(2)和辐射器(3、3’、3〃、3〃’ )的绝缘的电路载体(5、15、16、16，,18), 其特征在于: —所述匹配网络(2)设置在电路载体(7、15、17)的第一侧(13)上， —多个辐射器(3、3’、3〃、3"')设置在电路载体(5)的第二侧(14)上，使得辐射器(3、3’、3〃、3〃’ )的第一部分区域(11)覆盖电路结构(5)的至少一个部分区域(12)，以及 —电路结构(5)和相应的辐射器(3、3’、3〃、3〃’)分别非电流地相互连接。
2.按照权利要求1所述的发送应答器标签，其特征在于，所述辐射器(3、3’、3"、3"’)的第一部分区域(11)相对于电路结构(5)的所述部分区域(12)以如下距离设置，该距离等于电路载体(5、15、16、16’、18)的厚度(d、d’)。
3.按照权利要求1 或2所述的发送应答器标签，其特征在于，所述辐射器(3、3’、3"、3"')的第一部分区域(11)横向于电路载体(5)的延伸方向与电路结构(5)的所述部分区域(12)间隔开距离地设置。
4.按照权利要求1至3之一所述的发送应答器标签，其特征在于，所述绝缘的电路载体(5)包括基质薄膜(7、18)，在该基质薄膜的第一平侧(6)上设置有所述匹配网络(2)并且在该电路载体的第二平侧(8)上设置有所述辐射器(3、3’、3〃、3"')。
5.按照权利要求1至4之一所述的发送应答器标签，其特征在于，所述电路载体(5)具有多个相互平行地延伸的基质薄膜(18)，在该电路载体的第一平侧(6)上设置有所述电路结构(5)并且在该电路载体的第二平侧(8)上设置有所述辐射器(3、3’、3〃、3"，)。
6.按照权利要求5所述的发送应答器标签，其特征在于，在所述匹配网络(2)的延伸平面和所述辐射器(3、3’、3〃、3"，)的延伸平面之间设置有一个或多个基质薄膜(16、16’)。
7.按照权利要求1至6之一所述的发送应答器标签，其特征在于，所述辐射器(3、3’、3〃、3"')的第一部分区域(11)和电路结构(5)的配置给该第一部分区域的所述部分区域(12)通过导电的天线区段构成。
8.按照权利要求1至7之一所述的发送应答器标签，其特征在于，所述辐射器(3、3’、3〃、3"，)由导电的结构或者导电的有机结构构成并且构成为结构化的面(1-300)和/或构成为丝体(1-400)。
9.按照权利要求1至8之一所述的发送应答器标签，其特征在于，所述绝缘的电路载体由柔性的和/或刚性的、绝缘的材料制成。
10.按照权利要求1至9之一所述的发送应答器标签，其特征在于，所述辐射器构成为体积体(1-500)，其中，所述体积体(1-500)的面积、直径和长度是可变的。
11.按照权利要求1至10之一所述的发送应答器标签，其特征在于，选择所述辐射器的长度，使得这些长度总共等于发送应答器标签的工作频率的波长的八分之一或者总共等于该八分之一波长的四倍。
12.按照权利要求11所述的发送应答器标签，其特征在于，所述辐射器构成为体积体或者螺旋线(1-600)，并且制造螺旋线(1-600)的材料是圆的或有角的丝或者是弹簧丝。
13.按照权利要求1至12之一所述的发送应答器标签，其特征在于，所述发送应答器标签(I)构造成平的或弯曲的面或管体，其中，所述发送应答器标签利用绝缘材料注型或者喷派或者包套。
14.按照权利要求13所述的发送应答器标签，其特征在于，注型的或包套的形状是横截面为圆形或多边形的柱体，并且各壁不仅构造成光滑的而且构造成带有支撑，从而这些壁能被加工为销。
15.按照权利要求14所述的发送应答器标签，其特征在于，所述柱体具有标准化的、带有外侧的被施加的螺纹的螺钉系列的直径。
16.按照权利要求13和14所述的发送应答器标签，其特征在于，注型材料或者包套是弹性的。
17.按照权利要求1至16之一所述的发送应答器标签，其特征在于，卷绕成螺旋线的丝仅部分地卷绕成螺旋形并且相应的丝端部沿直的轴向的或径向的方向进一步地被直地引导。
18.按照权利要求1至17之一所述的发送应答器，其特征在于，该发送应答器在至少两个端部(1-700)上粘接在金属面上。
19.按照权利要求1至18之一所述的发送应答器，其特征在于，所述发送应答器整面地粘接在金属上。
20.按照权利要求1至19之一所述的发送应答器，其特征在于，耦合到电路载体上的辐射器在相对置的端部上通过电场相互`耦合。
【文档编号】H01Q1/22GK103430195SQ201280014524
【公开日】2013年12月4日 申请日期:2012年3月23日 优先权日:2011年3月23日
【发明者】J·文迪施 申请人:塔吉特隆有限公司