[發明專利]一種超高頻抗金屬的遠距離RFID巡檢標簽

在審

• 申請號: 201710575887.0
• 申請日: 2017-07-14
• 公開（公告）號: CN107392295A
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 吳琳;丁孝華;張軍;胡楊;邵學儉;張學鋒;秦如意;蘇義榮;吳裕星;陳培坤;凌罡;凌牧
• 申請（專利權）人: 國電南瑞科技股份有限公司;國網浙江省電力公司;廈門硅田系統工程有限公司;國電南瑞南京控制系統有限公司
• 主分類號: G06K19/077
• 分類號: G06K19/077
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司32224
• 代理人: 董建林,張賞

技術領域

本發明涉及一種超高頻抗金屬的遠距離RFID巡檢標簽，屬于物聯網先進射頻技術領域。

背景技術

RFID作為物聯網前端的核心關鍵技術，涉及RFID芯片、先進射頻技術與高級封裝技術。除了芯片以外，先進射頻技術是制約RFID技術性能的主要因素。在電力、交通、能源等各個國民經濟關鍵領域的資產設備管理當中，無源RFID的免維護和經濟特性具有無可比擬的技術優勢。在這些行業當中金屬材質的資產設備占據很大的比例，RFID在金屬資產設備巡檢管理中的應用，識讀距離和抗金屬性能直接影響著RFID的適用性。遠距離抗金屬的無源RFID在電力能源、鐵路交通、國防軍事、石油化工等廣大行業有著極其龐大的市場需求。

由于各應用廠商的技術路線差異，閱讀器與RFID標簽的射頻優化匹配，在實際應用中難以操作。RFID標簽的先進射頻設計成為提高RFID識讀距離和抗金屬性能的最有效途徑。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的缺陷，提供一種超高頻抗金屬的遠距離RFID巡檢標簽，為金屬環境下遠距離射頻識讀提供一種技術手段。

為解決上述技術問題，本發明提供一種超高頻抗金屬的遠距離RFID巡檢標簽，包括英頻杰M4芯片和超高頻天線；所述英頻杰M4芯片焊接在超高頻天線上，通過超高頻天線接收射頻能量，為英頻杰M4芯片提供電源，英頻杰M4芯片又將RFID數據通過超高頻天線發出；所述英頻杰M4芯片采用CER-10 3.18mm基材，輸入阻抗為：15.9824+j141.2554 ?；所述超高頻天線的板材為CER-10，厚度為3.18mm；所述超高頻天線雙面敷銅，并在銅的表面沉金或鍍金；所述超高頻天線經仿真后的實際輸入阻抗為：實部15.9824 ?，虛部141.2554?。

前述的標簽長*寬*厚為92mm*40mm*3.18mm。

前述的天線每面敷銅厚度為0.018mm。

前述的天線的機械精度為0.1mm，走線精度為0.05mm。

前述的基材上開設兩個沉孔，用于固定標簽，所述沉孔為M3.2規格，適配M3.0的螺釘。

前述的沉孔需要金屬化。

本發明的有益效果為：

本發明通過專業射頻仿真與天線工藝設計，提高超高頻抗金屬標簽的遠距離識讀性能，天線實際增益優于4.6dBi，理論上，比標準卡清點距離提高約40%，用EIRP為36dBm的讀頭，清點距離至少達13.6m。本發明為金屬環境下遠距離射頻識讀提供一種技術手段。

附圖說明

圖1為本發明的標簽的結構示意圖；

圖2為本發明的標簽的仿真模型圖；

圖3為本發明的仿真增益圖；

圖4為本發明的仿真阻抗圖。

具體實施方式

下面對本發明作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發明的技術方案，而不能以此來限制本發明的保護范圍。

本發明的超高頻抗金屬遠距離RFID巡檢標簽，基于長*寬*厚為92mm*40mm*3.18mm的規格尺寸進行設計，如圖1和圖2所示，包括英頻杰M4芯片和超高頻天線。芯片焊接在天線上，通過超高頻天線接收射頻能量，為芯片提供電源，芯片又將RFID數據通過超高頻天線發出。超高頻的無線電頻段是指300兆赫茲—3000兆赫茲。

具體的，英頻杰M4芯片采用CER-10 3.18mm基材，輸入阻抗約為：15.9824+j141.2554歐。

天線的工藝技術要求：

1.板材為CER-10，厚度為3.18mm；雙面敷銅，每面敷銅厚度為0.018mm。

2.機械精度：0.1mm；走線精度：0.05mm。

3.用于固定標簽的沉孔pad0和pad1，沉孔為M3.2規格（適配M3.0的螺釘），M3.2的螺絲開口大，所以沉孔內壁需要金屬化，沉孔開設在基材上。

4. 為防止氧化，在雙面敷銅上面做雙面沉金或鍍金，不涂阻焊劑（綠油）。

如圖3所示的仿真增益，在期望的最大輻射方向增益約為4.8755dBi。圖中，實線閉合曲線代表天線水平方向增益，虛線閉合曲線代表天線垂直方向增益，90°方向為期望的最大輻射方向。