[發明專利]RFID標簽

有效

• 申請號: 200980121450.3
• 申請日: 2009-05-20
• 公開（公告）號: CN102057535A
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發明（設計）人: 穆罕默德·阿里·孜艾;約翰·巴徹勒
• 申請（專利權）人: 肯特大學
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36;H01Q1/38;H01Q13/10;H01Q1/22;G06K19/077
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 李冬梅;鄭霞

本發明涉及用于射頻識別(RFID)設備的天線，一般被認為是RFID標簽。具體地，其涉及被設計用于超高頻(UHF)帶范圍的RFID標簽。

在制造、分銷和庫存系統中出現了對跟蹤和識別所關心的物品的需要。相關物品可以是例如庫存物品、包裝或個體部分。為了方便識別和跟蹤，希望無線地并優選地無源地(passively)傳送關于這樣的物品的信息。RFID是通過附接響應于射頻命令的有源的或無源的發射應答器來識別和跟蹤對象的已被熟知的方法。發射應答器一般合并到標簽或標記中。當帶有RFID標簽的對象被輸入到RFID閱讀器的讀區域中時，閱讀器通過調整具有特定的載頻的RF信號來向RFID標簽發送詢問信號。RFID標簽通過將初始照明波的開關調制形式重新發射回到閱讀器而響應于RFID閱讀器的詢問。響應的開關調制編碼與標簽所附的物品有關的數據。必要的信號處理在標簽的集成電路(IC)中實現。

在無源標簽中，由標簽天線接收的電磁波由RFID標簽中的RF前端電路整流，且被整流的電磁波被標簽用作操作的電源。由閱讀器發射的電磁波的強度應大于無源標簽的普通操作的具體閾值水平。標簽可用的功率隨著到閱讀器的距離的增加而減小，且因此閱讀范圍被RFID閱讀器的功率限制。因為閱讀器的發送功率被每個地區的本地規定限制，因而將由標簽天線接收到的最大可能的功率傳送到標簽IC的RF前端是非常重要的。

RFID標簽可附接到多種物體或包裝上。例如，液體被裝在塑料或金屬容器中；其他的物品被裝在木盒中；且很多物品在其包裝中使用金屬膜。一般地，RFID標簽天線被設計為操作給定類型的基礎材料--要附接到物體或包裝上的材料。附接到其他類型的基礎材料將導致閱讀范圍從最優的設計的值減小。這主要是因為天線特征取決于制造輻射單元時所在的基底。每個基底具有其自身的電介質常數，且由天線所見的有效的電介質常數將受到基底所附于的基礎材料的影響。注意到了這一點，在一些設計中，基礎材料本身是基底，例如，天線元件直接印刷或制造在包裝材料上。但是，這可增加電介質特征的變化性的更廣的范圍。

即使對于單個基礎材料，厚度和環境變化例如濕度的影響可導致標簽閱讀范圍的相當大的受損。標簽天線端口和標簽IC的前端之間的阻抗匹配在標簽操作中是重要的，因為其確保了最有效的能量轉換；這對于獲取最大閱讀范圍來說是需要的。在常規的標簽天線設計中，對于基礎特征的依賴使得這樣的阻抗匹配一般難于實現。

US2007/0080233試圖解決基底或基礎材料的變化的電介質特征的問題。其公開了印刷在薄基底上的雙極標簽。傳導表面可覆在基底的相對側。在UHF頻率，基底需要在900MHz為3-6毫米的厚度且在2450MHz為0.5-3毫米的厚度。US2007/0080233的一個實施方式在上表面和用垂直通路板連接到上表面的下表面之間的中間級使用電容分接頭。這增加了制造的復雜性。

另一個已知的方法是使用封裝來克服RFID標簽對標簽所附的物體和包裝的電介質特征的任何變化的操作敏感性。這就需要通過浮動系統靠近物體或通過在物體和天線之間留有足夠大的空隙以限制電介質變化的影響，將已知的基底上的標簽天線和標簽IC封裝到硬殼中，且然后附接被封裝的系統。在很多商用標簽中，這個距離是大約10毫米或更多。這種標簽在運輸過程中易于損壞并且笨重，因為標簽被封裝在硬殼中，這增加了標簽大小和厚度。另外，制造封裝的標簽的成本因為其復雜性更高了。

當前狀態的技術不提供能完全解決所描述的問題的非常低型面高度的標簽天線。因此，仍然需要廉價的、薄的、有效的天線設計，其具有一般應用并可在金屬和液體存在的情況下有效地操作。

根據當前發明的一方面，其提供了用于具有基底和RF集成電路的RFID發射應答器設備的天線，該天線包括：布置在基底的一側上并電連接到集成電路的兩個相對的傳導元件；以及布置在基底的相同側的元件之間且不電連接到所述元件的傳導的補片(patch)。