[發(fā)明專利]一種電子標(biāo)簽的天線

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200680012472.2
• 申請日: 2006-04-18
• 公開（公告）號: CN101160595A
• 公開（公告）日: 2008-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 克里斯托夫·馬尼
• 申請（專利權(quán)）人: 意法半導(dǎo)體有限公司
• 主分類號: G06K19/077
• 分類號: G06K19/077
• 代理公司: 北京匯澤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 張若華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總的來說涉及電磁發(fā)射機(jī)應(yīng)答器系統(tǒng)，更具體地說，涉及這樣一種電磁發(fā)射機(jī)應(yīng)答器，其沒有自身電源、但是其可以從由讀和/或讀/寫終端所發(fā)射的電磁場中提取其所包含的電子電路進(jìn)行操作所需的電力。

本發(fā)明的一個應(yīng)用實(shí)例涉及包括電子芯片和射頻場接收天線的電子標(biāo)簽(TAG)。

背景技術(shù)

圖1是顯示應(yīng)用了本發(fā)明的類型的電磁發(fā)射機(jī)應(yīng)答器系統(tǒng)的例子的示意方框圖。構(gòu)成電磁發(fā)射機(jī)應(yīng)答器的電子標(biāo)簽1基于振蕩電路10，振蕩電路10例如由感應(yīng)元件11構(gòu)成，所述感應(yīng)元件11與電路10的兩端子13和14之間的電容元件12相并聯(lián)。端子13和14與電子電路15(IC)(通常是單獨(dú)的集成電路)相連，當(dāng)標(biāo)簽1是由終端2(讀取器，READER)或者讀或讀/寫終端所發(fā)射的射頻場時，所述電路15利用在振蕩電路10兩端所采樣的電壓。終端2包括振蕩電路20，振蕩電路20以構(gòu)成天線的感應(yīng)元件21為基礎(chǔ)，所述感應(yīng)元件21例如與電子電路25(ICS)的兩端子23和24之間的電容元件22和電阻元件26相串聯(lián)。電路25包括一個或若干個集成電路，其用于激勵振蕩電路并解析來自電子標(biāo)簽1的可能傳送。

這種系統(tǒng)的操作基于終端2的振蕩電路20與發(fā)射機(jī)應(yīng)答器1的振蕩電路10的耦合。在終端2一側(cè)，電路25產(chǎn)生高頻激勵信號(根據(jù)應(yīng)用，典型地具有頻率為大約13.56MHz或大約125?kHz的載體)。這個信號被施加到在該終端附近產(chǎn)生電磁場的天線21上。當(dāng)發(fā)射機(jī)應(yīng)答器1在該終端的場內(nèi)時，它的天線11收集由該終端所發(fā)射的電力，并且諧振電路10在它的端子13和14之間導(dǎo)出可供電路15來使用的電壓。振蕩電路10和20通常被調(diào)到對應(yīng)于該終端所傳送的信號的載波頻率的相同諧振頻率。通常，電路15沒有自備電源并且從由終端所發(fā)射的場中收集其操作所需的電力。電路15集成了所謂的反向調(diào)制裝置，所述反向調(diào)制裝置用于在該終端的場內(nèi)修改由發(fā)射機(jī)應(yīng)答器1所形成的負(fù)載以允許在發(fā)射機(jī)應(yīng)答器到終端方向上進(jìn)行通信。在終端2一側(cè)，電容元件22兩端間的電壓例如在天線21和被連接到電路25(連接27)的電容器22之間的互連點(diǎn)處被測量，以便允許解調(diào)發(fā)射機(jī)應(yīng)答器到終端的傳送。根據(jù)應(yīng)用，由終端2產(chǎn)生的高頻載波也可被調(diào)制以向發(fā)射機(jī)應(yīng)答器傳送信息。

圖2非常示意地以俯視圖顯示了更具體地應(yīng)用了本發(fā)明的那種類型的電子標(biāo)簽1的例子。這種標(biāo)簽是由板16(柔性或剛性)構(gòu)成的，在板16上放置了采用同心螺線的平面線圈形式的金屬11以構(gòu)成天線，線路11的兩端被連接到電路15的兩端(此處假定為集成了電容器12)。

例如圖2中所示的標(biāo)簽1通常與例如用于標(biāo)識目的的對象或元件有關(guān)。這些對象或元件可以是產(chǎn)品(例如在商店中待售的產(chǎn)品)、訪問控制應(yīng)用中的智能卡、等等。一般地說來，電子標(biāo)簽可與用于標(biāo)識、計(jì)數(shù)或其他目的的任何對象或系統(tǒng)(例如，車輛)有關(guān)。

圖3顯示了對象30的一個例子，所述對象30上放有(例如粘合)圖2中所示類型的標(biāo)簽1。產(chǎn)品30假定由絕緣材料(DIEL)制成，例如紙板、塑料材料等等。當(dāng)標(biāo)簽1的平面天線(圖3中未示出)接近讀取器(在圖3中由它的天線21來表示)時，天線21的電場很可能被產(chǎn)品1感測到，其中場線EF通過穿越平面線圈11的中心而穿過標(biāo)簽1和對象30的板16(圖2)。

然而，在標(biāo)簽1被放置在金屬對象上(至少在其表面上)的情況下將產(chǎn)生一個問題。實(shí)際上，電磁場會受到該電磁場不能穿越的對象的干擾。此外，這將會引起終端和發(fā)射機(jī)應(yīng)答器的振蕩電路失調(diào)，這樣就很不利地影響了標(biāo)簽的遠(yuǎn)距離供電和信息傳送。

圖4非常示意地顯示了把平面天線電子標(biāo)簽1放置在金屬對象40(METAL)上的解決方案的第一個已知的例子。這種解決方案包括在標(biāo)簽1和對象40之間插入一個由絕緣塊構(gòu)成的隔離層41。缺點(diǎn)在于大部分的隔離層41的厚度實(shí)際上必須大于5毫米以允許場線EF經(jīng)由這個隔離層的側(cè)表面?zhèn)鞒觥?/p>

圖5非常示意地顯示了把電子標(biāo)簽1放置在金屬對象40上的解決方案的第二個傳統(tǒng)例子。在這種解決方案中，把純鐵隔離層43插入在金屬對象40和電子標(biāo)簽1之間。使用純鐵隔離層能夠降低這個隔離層的厚度，鐵磁材料還可以對場進(jìn)行傳導(dǎo)以允許場線的回送并避免金屬干擾。純鐵和另一種鐵磁材料的缺點(diǎn)在于這種材料十分昂貴，在實(shí)踐中不滿足對電子標(biāo)簽系統(tǒng)的低成本的期望。