屏蔽背腔式缝隙去耦合RFID标签制造技术

本申请公开了一种屏蔽背腔式去耦合RFID标签，具有由导电材料壁形成的三维腔体和位于导电材料壁中的用于创建使处于RFID标签工作频率的RF通信信号进入三维腔体和/或从三维腔体输出的主要通道的至少一个缝隙。采用本申请的技术方案，可以在降低对环境特性的敏感度的同时允许标签工作频率范围内的RF通信信号顺利通过。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本申请公开了一种屏蔽背腔式去耦合RFID标签，具有由导电材料壁形成的三维腔体和位于导电材料壁中的用于创建使处于RFID标签工作频率的RF通信信号进入三维腔体和/或从三维腔体输出的主要通道的至少一个缝隙。采用本申请的技术方案，可以在降低对环境特性的敏感度的同时允许标签工作频率范围内的RF通信信号顺利通过。【专利说明】屏蔽背腔式缝隙去耦合RF ID标签
本专利技术包括屏蔽去耦合RFID标签，该屏蔽去耦合RFID标签包括去耦合器和标签，其中该去耦合器包括由导电材料壁形成的三维腔体、位于该腔体中的标签以及位于导电材料壁中的用于创建使RF通信信号进入三维腔体和/或从三维腔体输出的通道的至少一个缝隙。
技术介绍
现今，在市场存在基于空腔共振器构建的去耦合RFID标签，如果放置在可能降低标签性能的表面(例如，金属表面)上，该去耦合RFID标签表现得也较好。在这些设计中，空腔共振器很大程度上将标签(“标签”通常是天线和集成电路(IC)的组合，例如，如果标签由空腔共振器和IC构成，则回路IC或偶极子IC标签或多个标签能够是空腔共振器去耦合IC)与背景表面(background surface)去稱合。因此,与传统偶极子标签相反，当被放置在金属物体上时，这些类型的标签也不完全丧失其性能。 这些设计中的空腔共振器在两个或者多个表面是开放的(主要来说，在现有实例中侧表面是开放的)并被认为是开放式空腔共振器。因此，来自标签(或者到达标签)的辐射场通过所有这些开口。该场与周围材料直接相互作用，因此，读取范围和工作频带发生改变。因此，从其不会由于环境特性的改变而完全丧失其性能以及其在不同的条件下的性能可接受而且可靠的观点来看，基于开放式空腔共振器的标签对环境不敏感。然而，基于空腔共振器构建的当前RFID标签仍然面临着操作频率的变化以及读取范围的损失，而这些都是不希望的。当读取装置的敏感度较低(读取器可检测到的最小功率水平较高)或在不同的环境中需要相当一致的标签时，该敏感度(频率和读取范围的变化)会产生问题。因此，对不受该频率和/或读取范围敏感度影响的基于空腔共振器的RFID标签存在需求。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术的一个方案是一种屏蔽去耦合RFID标签，该屏蔽去耦合RFID标签包括:三维腔体，由导电材料壁所包围；单个缝隙，位于导电材料壁中，用于创建使RF通信信号进入三维腔体和/或从三维腔体输出的通道；以及RFID标签，位于该腔体中，其中该RFID标签包括芯片和天线。 本专利技术的另一个方案是具有至少一个缝隙开口的至少一个屏蔽金属腔体，其中开口几何形状被设计为在限制信号波与周围环境相互作用(或者将RF组件与周围环境去耦合)以降低对环境特性的敏感度的同时允许标签工作频率范围内的RF通信信号平滑地通过。 【专利附图】【附图说明】 图1为本专利技术的具有管状腔体的屏蔽去耦合RFID标签的实施例； 图2为本专利技术的具有由正方形的导电壁形成的腔体的屏蔽去耦合RFID标签的实施例； 图3为本专利技术的屏蔽去耦合RFID标签实施例的组件的示意图； 图4为屏蔽去耦合RFID标签的替代实施例的组件的示意图，其中RFID标签使用印刷电路板方法来制造； 图5a_5c为本专利技术的屏蔽去耦合RFID标签实施例的特征，其中图5a为包括RFID标签的内部特征的视图；图5b为RFID标签去耦合器的视图；以及图5c为位于屏蔽去耦合RFID标签的腔体18中的标签(1C/天线结构)的视图；以及 图6为图5的屏蔽去耦合RFID标签的正入射读取范围响应与频率的绘图，其中RFID标签被放置在三种不同的操作环境中:(i)自由空间中的RFID标签；(ii)安装在小的金属表面上的RFID标签；以及(iii)安装在大的金属表面上的RFID标签。 【具体实施方式】 本专利技术涉及屏蔽去耦合RFID标签，该屏蔽去耦合RFID标签包括去耦合器，该去耦合器具有由导电壁形成的容纳标签的腔体结构，其中该腔体结构还包括允许标签与读取器之间的RF通信信号通过缝隙的开口或缝隙。 术语“标签”在本文用来表示EM标签。EM标签为典型地包括芯片和操控电磁辐射或通信信号的天线结构的器件(例如，RFID器件)。在本专利技术中使用的标签可以是被动式标签、主动式标签或电池辅助被动式标签。 本文使用的术语“去耦合器”表示无标签的缝隙腔体结构。 术语“RFID标签”在本文用来表示去耦合器和标签的组合。 如上所述，本专利技术的屏蔽去稱合RFID标签被构建为包括各种标签，该各种标签包括IC和经由辐射将信号传递至IC或从IC传递信号的金属图案天线(例如，回路天线或偶极天线)的组合。去耦合器腔体外的周围环境可以仅通过去耦合器中的一个或多个缝隙(该一个或多个缝隙优选地仅位于该腔体的一个平坦表面(壁)上)访问该“标签”。 具有一个或多个缝隙的腔体的结构在本文称为去耦合器。由RFID标签读取器发出的电磁场仅经由缝隙开口访问该标签，反之亦然。该缝隙开口被优选布置在腔体表面上，该腔体表面不是直接布置在被RFID标记的物体的表面上或不直接紧密接触被RFID标记的物体的表面。优选的是，该缝隙位于与去耦合器安装表面相对的去耦合器腔体表面。缝隙形状是任意的。然而，为了便于制造，该缝隙将典型地具有限定的几何形状，例如，圆形、环形、正方形、矩形、三角形、十字形、X形、t形、η形等。这些几何形状的组合也是可行的。 所有其它去耦合器表面优选为实体壁，该实体壁将该腔体与指向该壁的外部电磁场的直接相互作用隔离。本文使用的词语“实体”表示物理上是实体的导电壁——壁中的导电材料是连续不中断的，除了一个或多个缝隙之外。词语“实体”还表示使处于RFID标签工作频率的电磁信号基本上不渗透的壁。 应注意，标签一旦被布置在腔体中就被高度隔离但并不完全隔离，这是由于辐射的外部电磁场在屏蔽腔体的壁的表面上感生出电流(间接相互作用)，并且这些电流能够与周围环境相互作用，尤其是与被标记物体的组成材料相互作用。然而，这些与电磁场的间接相互作用少于与EM场的直接相互作用。因此，位于腔体中的标签对周围环境(例如，被标记物体的材料)的敏感度显著减小，即，该标签与附接有屏蔽背腔式缝隙去耦合器的物体的表面显著去耦合。例如，布置得靠近或远离金属表面的标签在频率和读取范围方面展示出类似的非常小的变化。当与目前商用标签设计的改变相比，这些变化是很小的。 本专利技术的屏蔽去耦合RFID标签能够被调整以用于各种共振场合。例如，去耦合器和标签能够被设计为使得在缝隙不处于共振时标签在工作频带内处于共振。可替代地，去耦合器和标签能够被设计为使得缝隙仅在标签的工作频带内处于共振。在再一个替代实施方式中，去耦合器和标签被设计为使得缝隙和标签这二者在工作频带内都处于共振。在又一个替代实施方式中，去耦合器和标签被设计为使得缝隙、标签以及屏蔽腔体在工作频带内都处于共振。最后，本专利技术的去耦合器和标签组合能够包括在工作频带内与标签、缝隙和屏蔽腔体共振的包含在屏蔽腔体内的第二金属结构(例如，附加回路或偶极子)。 本专利技术的屏蔽背腔式缝隙去耦合器能够包括由任意导电材料制成的壁。可选的一种材料或多种材料能够被用来填充去耦合器腔体。所使用的填充材料能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种屏蔽去耦合RFID标签，包括：去耦合器，包括具有导电材料壁的三维腔体；标签，位于所述三维腔体中；以及至少一个缝隙，位于所述导电材料壁中，用于创建使RF通信信号进入所述三维腔体和/或从所述三维腔体输出的通道。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：巴拉克·莫豪杰伊拉瓦尼，查尔斯·维尔纳，
申请(专利权)人：欧姆尼ID开曼有限公司，
类型：发明
国别省市：开曼群岛;KY