一种宽频带超高频电子标签及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种宽频带超高频电子标签，该电子标签包括芯片和天线部分；其中，天线部分包括一个短截环、两个弯折辐射体和两个辐射阵子；短截环成矩形环状，两个弯折辐射体的其中一端分别连接在短截环上，两个弯折辐射体的另外一段分别连接两个辐射阵子；弯折辐射体由多个高低不同的V字型结构构成的弯折部分；两个辐射阵子位于天线部分的最外侧，每个辐射阵子的纵向尺寸不小于弯折辐射体的纵向尺寸，横向尺寸大于单个V字型结构的横向尺寸；短截环分别与射频芯片的地端和射频端相连，作为标签天线的馈电端。其能够实现减少了电子标签写数据功率与读数据功率差异，阻抗匹配，提高信号增益，小型化和提高电子标签机械性能和寿命的技术效果。

A broadband UHF electronic tag and its manufacturing method

The invention relates to a wideband UHF tag, the electronic tag comprises a chip and antenna; the antenna part consists of a short cut ring, two bent radiator and two radiation time; short cut into rectangular ring ring, two andbending radiator which is respectively connected with the short cut ring, two andbending radiator and a connecting two radiation time; bending parts V type structure andbending radiator consists of a plurality of different; two days the most radiation is located outside the antenna part, the longitudinal size of each radiation while the size is not less than the longitudinal bending of the radiator. A lateral dimension larger than a single V type structure; cutting short ring respectively with RF chip and RF end to end, as the tag antenna feed end. It can reduce the difference between the power and data power of electronic tag, the impedance matching, the increase of signal gain, and the technical effect of miniaturization and improvement of mechanical performance and life of electronic tags.

【技术实现步骤摘要】
一种宽频带超高频电子标签及其制造方法
本专利技术涉及一种电子标签，特别涉及一种宽频带超高频电子标签及其制造方法。
技术介绍
如附图1所示，电子标签的工作原理为读写器3通过发射天线2发送一定频率的射频信号，当射频标签1进入发射天线工作区域时产生感应电流，射频标签1获得能量被激活；射频标签1将自身编码等信息通过标签内置的发送天线2发送出去；系统接收天线2接收到从射频标签发送来的载波信号，经天线调节器传送到读写器3；读写器3对接受的信号进行解调和解码，然后送到计算机系统4进行相关处理；主系统根据逻辑运算判断该标签的合法性，针对不同的设定作出相应的处理和控制，发出指令信号控制执行机构动作。UHFRFID标签由两部分组成，一分部为标签芯片，另外一部分为标签天线。如图2所示，右侧为标签芯片的等效电路，左侧为标签天线的等效电路。标签芯片和标签天线的阻抗不匹配，往往造成RFID信号传输的效率低下或者造成严重的信号反射情况。电子标签还需要具有较高的增益以最大的信号传递给电子标签中的芯片，从而为芯片提供更好的通讯效果。但是，在实际使用过程中电子标签往往配合瓦楞纸包装箱使用。由于瓦楞纸包装箱的介电常数，传统超高频电子标签写数据功率与读数据功率差异大，造成了电子标签通讯性能下降的技术问题。此外，由于电子标签通常包括设置在有机聚合物材料或者纸质基底上的天线图案和电子芯片构成的RFID电子标签。由于其基底具有较大的挠度和延展度，因此在使用中会由于基底的过度弯折和过度拉伸造成对于天线图案造成损伤甚至断裂失效。
技术实现思路
针对现有记述中存在的技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种宽频带超高频电子标签，该电子标签包括芯片和天线部分；其中，天线部分包括一个短截环、两个弯折辐射体和两个辐射阵子；短截环成矩形环状，两个弯折辐射体的其中一端分别连接在短截环上，两个弯折辐射体的另外一段分别连接两个辐射阵子；弯折辐射体由多个高低不同的V字型结构构成的弯折部分；两个辐射阵子位于天线部分的最外侧，每个辐射阵子的纵向尺寸不小于弯折辐射体的纵向尺寸，横向尺寸大于单个V字型结构的横向尺寸；短截环分别与射频芯片的地端和射频端相连，作为标签天线的馈电端。在所述V字型结构的弯折点处设置连接部分。连接部分为具有弹性的柔性导电树脂或导电油墨，其由基底和纳米导电颗粒构成。弯折部分包括纵向长度较小的第一弯折部分和纵向长度较大的第二弯折部分。V字型的角度在40-60度之间。连接部分的外周长为1-2mm，外周宽为1-2mm，其形状为矩形、带圆角的矩形或者椭圆形；厚度在500nm-1μm之间；导电粒子在整个树脂或者油墨材料中的含量为50-80wt％。该宽频带超高频电子标签配合瓦楞纸箱使用，该宽频带超高频电子标签配合瓦楞纸箱使用的读取距离大于该标签单独使用使得读取距离。本专利技术还提供了一种宽频带超高频电子标签的制备方法，该方法包括：S1：提供柔性承载基底；S2：在该柔性承载基底上沉积一层金属膜，在所述金属膜上形成蚀刻掩膜，图案化该金属膜，去除蚀刻掩膜；S3：提供遮蔽掩膜，该遮蔽掩膜具有对应于天线图案的V型结构的弯折点处的开口；S4：通过遮蔽掩膜暴露的开口，沉积导电树脂或导电油墨，随后去除遮蔽掩膜。该方法还进一步包括S5：在天线图案相应位置键合电子芯片，随后压合表面盖膜。该表面盖膜可以为添加有刚性颗粒或刚性纤维的树脂材料。步骤S3和S4在步骤S2之前执行。上述技术方案的有益技术效果是：通过合理设计天线的形状和尺寸，满足了电子标签的天线部分和芯片部分的阻抗匹配，提高了信号传递的效率。提高了电子标签的信号增益，提高了传递给电子标签芯片的信号强度。在设计天线尺寸时考虑瓦楞纸箱的介电常数，合理设置电子标签的天线形状和尺寸，减少了电子标签写数据功率与读数据功率差异，提高了电子标签的通讯性能。天线尺寸设计合理，特征尺寸设计较小，能够实现电子标签的小型化。设置了连接部件在提高电子标签电学和传输性能的同时提高了机械性能，延长了寿命。附图说明图1为现有技术中电子标签的工作原理图；图2为现有技术中标签芯片的等效电路；图3为本专利技术实施例1中电子标签的天线的结构示意图；图4为本专利技术实施例1中电子标签配合瓦楞纸箱使用的示意图；图5为本专利技术实施例1中电子标签的读取距离的比较图；图6为芯片NXP-G2XM为该芯片阻抗的实部(图6a)和虚部(图6b)随频率分布图；图7为本专利技术实施例2中电子标签的天线的结构示意图；图8为本专利技术实施例2中电子标签的天线的阻抗图；图9为本专利技术实施例2中电子标签辐射方向图；图10为本专利技术实施例3中的电子标签的天线的结构示意图。具体实施方式以下将对本专利技术的宽频带超高频电子标签及其制作方法作进一步的详细描述。下面将参照附图对本专利技术进行更详细的描述，其中表示了本专利技术的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本专利技术而仍然实现本专利技术的有益效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本专利技术的限制。为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本专利技术由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中，必须作出大量实施细节以实现开发者的特定目标。为使本专利技术的目的、特征更明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步的说明。需要说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用一方便、清晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。实施例1当天线与标签各自阻抗共轭对应时，UHFRFID标签实现最好的阻抗匹配；标签天线与标签芯片阻抗共轭关系如下：ZANT＝RANT+j*XANTZIC＝RIC+j*XICRANT＝RICXANT＝-XIC以芯片NXP-G2XM为例，该芯片NXP-G2XM的等效电路图参见附图2，假设其的并联电阻Ri的值等于为X，并联电容Ci的值等于XpF。采用ADS软件对标签芯片阻抗进行计算。参见附图6a和附图6b，其分别为该芯片阻抗的实部和虚部随频率分布图。根据ADS的模拟数据和分析可知，根据阻抗共轭的要求，天线阻抗实部应与芯片阻抗实部相等，天线阻抗虚部应与芯片阻抗虚部互为相反数(共轭)，才为最佳的阻抗匹配。根据阻抗共轭的要求，天线阻抗实部应与芯片阻抗实部相等，天线阻抗虚部应与芯片阻抗虚部互为相反数(共轭)，才为最佳的阻抗匹配。因此，在天线的设计中需要考虑天线部分与芯片部分的阻抗共轭对应关系。本专利技术实施例中，对于电子标签天线的设计标准，是按照天线阻抗实部应与芯片阻抗实部相等，天线阻抗虚部应与芯片阻抗虚部互为相反数(共轭)的标准进行的。电子标签的天线部分由闭合的短截环11、左右对称的弯折辐射体12、以及两端的辐射阵子13组成，弯折辐射体12分别连接在短截环11上，形成短路。短截环11分别与射频芯片的GND(地端)和RF(射频端)相连，作为标签天线的馈电端。两个矩形体分别连接在弯折辐射体12另一端。其中闭合的短截环11，具有大致矩形的外部形状，考虑到天线小型化的需求，将矩形的外部矩形的横向尺寸设置在25mm之下。短截环的纵向尺寸可以根据横向尺寸进行变化，通过横向纵向尺寸的相对变化调节电抗匹配。两个弯折辐射体12的其中一端分别连接在短截环11下部中心延伸出的垂直连接部14上，两个弯折辐射体12本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种宽频带超高频电子标签，其特征在于：所述电子标签包括芯片和天线部分；其中，所述天线部分包括一个短截环、两个弯折辐射体和两个辐射阵子；所述短截环成矩形环状，所述两个弯折辐射体的其中一端分别连接在所述短截环上，所述两个弯折辐射体的另外一段分别连接所述两个辐射阵子；所述弯折辐射体由多个高低不同的V字型结构构成的弯折部分；所述两个辐射阵子位于所述天线部分的最外侧，每个所述辐射阵子的纵向尺寸不小于所述弯折辐射体的纵向尺寸，横向尺寸大于单个所述V字型结构的横向尺寸；所述短截环分别与芯片的地端和射频端相连，作为所述天线的馈电端。

【技术特征摘要】
1.一种宽频带超高频电子标签，其特征在于：所述电子标签包括芯片和天线部分；其中，所述天线部分包括一个短截环、两个弯折辐射体和两个辐射阵子；所述短截环成矩形环状，所述两个弯折辐射体的其中一端分别连接在所述短截环上，所述两个弯折辐射体的另外一段分别连接所述两个辐射阵子；所述弯折辐射体由多个高低不同的V字型结构构成的弯折部分；所述两个辐射阵子位于所述天线部分的最外侧，每个所述辐射阵子的纵向尺寸不小于所述弯折辐射体的纵向尺寸，横向尺寸大于单个所述V字型结构的横向尺寸；所述短截环分别与芯片的地端和射频端相连，作为所述天线的馈电端。2.根据权利要求1所述的一种宽频带超高频电子标签，其特征在于：在所述V字型结构的弯折点处设置连接部分。3.根据权利要求2所述的一种宽频带超高频电子标签，其特征在于：所述连接部分为具有弹性的柔性导电树脂或导电油墨，其由基体材料和纳米导电颗粒构成。4.根据权利要求1所述的一种宽频带超高频电子标签，其特征在于：所述弯折部分包括纵向长度较小的第一弯折部分和纵向长度较大的第二弯折部分。5.根据权利要求4所述的一种宽频带超高频电子标签，其特征在于：所述V字型的角度在40-60度之间。6.根据权利要求3所述的一种宽频带超高频电子标签，其特征在于：所述连接部分的外...

【专利技术属性】
技术研发人员：常江，
申请(专利权)人：北京一撕得物流技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11