[發明專利]寬頻帶抗金屬射頻識別標簽及其金屬表面專用安裝結構

有效

• 申請號: 201110449018.6
• 申請日: 2011-12-29
• 公開（公告）號: CN102521645A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 龍平;葉明;操瑞鑫
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: G06K19/077
• 分類號: G06K19/077
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

技術領域

本發明涉及一種RFID（Radio?Frequency?Identification，射頻識別）標簽，尤其是涉及一種能夠與金屬體一體化結合使用的射頻識別標簽及其金屬表面專用安裝結構。

背景技術

RFID技術是一種非接觸式無線射頻識別技術。在RFID技術中，需要的信息存儲在包括IC（Integrated?Circuit，集成電路）芯片和用于無線通信的天線的標簽中；并且能夠采集標簽信息的RFID讀取器在LF（Low?Frequency,低頻）、UHF(Ultra?High?Frequency，超高頻)、RF（Radio?Frequency，射頻）、MWF（Microwave?Frequency,微波頻段）頻段與標簽通信。

由于各個國家無線電法規的不同，UHF?Passive?RFID系統在不同地區或國家的工作頻段也不同。例如美國（US）頻段為902-928MHz，歐盟（EU）頻段為865.6-867.6MHz。標簽要能在該國家或地區能夠讀取就必須同時能夠在這兩個頻段范圍之內都能夠工作。

普通射頻識別標簽粘貼到金屬物體上時，由于金屬物體產生與標簽天線表面反向的電流，導致標簽的讀取距離急劇下降，甚至不能讀取。工作于UHF頻段的射頻識別標簽對金屬和液體等環境比較敏感，導致這種工作頻率的無源標簽(Passive?tag)難以在具有金屬表面的物體或液體環境下進行工作。眾所周知，無法讀取金屬或液態物體上的無線射頻標簽是制約RFID技術應用的因素之一。另外，由于為了激活標簽使其能夠工作，IC芯片等效電路的Q值普遍較高。這導致大多數的標簽帶寬很窄，無法適應寬頻帶工作。或者導致標簽工作頻率的漂移從而造成讀取距離銳減甚至不能讀取。

通常的解決方法是在標簽與金屬體之間添加一層吸波材料，但是，由于厚度有限，加上吸波材料本身的特性，將會造成標簽天線的輻射效率下降，不能獲得同樣的標簽在普通物體表面穩定的讀取性能。另外，通常的UHF頻段具有寬頻帶特性的標簽尺寸較大，選擇性不理想，不適合小型金屬工具的管理應用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能夠與金屬體一體化結合使用的寬頻帶抗金屬射頻識別標簽，可以有效解決現有技術中存在的問題，本發明射頻識別標簽在不需要額外增加吸波材料的情況下，可以獲得與粘貼在普通物體表面情況下接近的讀寫性能，并且該種射頻識別標簽帶寬較大，尺寸較小，適合根據不同的選擇在多種金屬表面應用。

為達到上述發明目的，本發明采用下述技術方案：

一種寬頻帶抗金屬射頻識別標簽，其標簽基板的正面設有標簽貼片天線和芯片，其標簽基板的背面設有接地面，整個射頻識別標簽能固定于金屬表面，在整個射頻識別標簽的工作表面上，貼片天線以芯片為中心對稱設置，貼片天線包括固定于標簽基板的正面上的貼片天線本體和耦合天線單元，貼片天線本體包括兩部分，分別為設于靠近標簽基板長度方向兩端的第一部分和第二部分，貼片天線本體兩部分分別通過第一饋線和第二饋線與芯片之間電氣連接，第一部分和第二部分之間形成平面空區，第一饋線、第二饋線和芯片連成一線并將平面空區分隔為兩部分，標簽基板兩端的立面處分別對稱設置第一短路墻和第二短路墻，第一部分和第二部分分別通過第一短路墻和第二短路墻與接地面電氣連接，耦合天線單元設置于平面空區內，耦合天線單元包括對稱設置于第一饋線和第二饋線兩側附近的第一耦合線單元和第二耦合線單元，使天線本體和耦合天線單元之間形成電容性耦合結構。

作為本發明技術方案的改進，上述第一部分和第二部分包括開槽結構，開槽結構的開槽數量小于6個。

上述開槽結構形狀為矩形、圓形、方形或多邊形。

上述開槽結構包括橫向或縱向開槽結構。

作為本發明技術方案的一種進一步改進，第一部分和第二部分的寬度皆與標簽基板寬度相等。

作為本發明技術方案的又一種進一步改進，第一短路墻和第二短路墻的寬度不超過標簽基板的寬度。

上述第一饋線和第二饋線分別通過鋁線或導電膠與芯片之間電氣連接。

上述標簽基板選取相對介電常數為2.5～150之間的介質材料。

上述天線本體、耦合天線單元、第一短路墻、第二短路墻和接地面的材料為銅或鋁。

本發明寬頻帶抗金屬射頻識別標簽應與金屬表面專用安裝結構相配合使用，在金屬表面形成容納金屬射頻識別標簽的金屬表面內陷構造空間，射頻識別標簽固定設置于金屬表面內陷構造空間中。