屏蔽RFID天线制造技术

屏蔽天线(100)包括螺旋天线(110)和设置在螺旋天线上的屏蔽件(120)。螺旋天线包括多个基本上同心的环路。屏蔽件包括多个电隔离的导电区段，该多个电隔离的导电区段形成规则的图案，使得在顶部俯视图中，至少一个区段与至少两个环路的一部分重叠，并且至少一对相邻的导电区段在其间限定电绝缘间隙。

Shielded RFID antenna

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】屏蔽RFID天线
本申请总体涉及天线结构以及与此类天线结构相关的装置、系统和方法。
技术介绍
无线通信电路广泛用于各种应用中的本地通信。在一些应用中，可穿戴装置包括通信电路，该可穿戴装置放置在人体旁边或与人体接触。
技术实现思路
一些实施方案涉及包括螺旋天线和设置在螺旋天线上的屏蔽件的屏蔽天线。螺旋天线包括多个基本上同心的环路。屏蔽件包括形成规则图案的多个电隔离的导电区段。当在顶部平面图中观察时，至少一个区段与至少两个环路的一部分重叠，并且至少一对相邻的导电区段限定其间的电绝缘间隙。根据一些实施方案，射频识别(RFID)标签具有谐振频率，并且适于与远程收发器在该谐振频率下进行无线通信。RFID标签包括天线，该天线包括多个基本上同心的环路和设置在天线上的屏蔽件。该屏蔽件包括多个电隔离的金属区段。该屏蔽件在谐振频率下将天线的自由空间质量因数降低了小于约40％。当RFID标签邻近物体放置时，该物体具有约30的相对介电常数的实部和约0.125欧姆/米的电阻率，其中屏蔽件设置在天线和物体之间，RFID标签的谐振频率偏移小于约5％。根据一些实施方案，屏蔽天线包括天线和设置在天线上的第一屏蔽件和第二屏蔽件。第一屏蔽件包括多个间隔开的导电第一区段。第二屏蔽件包括多个间隔开的导电第二区段。在顶部平面图中，至少一个第一区段部分地与至少两个相邻的第二区段中的每个重叠，并且至少一个第二区段部分地与至少两个相邻的第一区段重叠。一些实施方案涉及包括天线、第一屏蔽件和第二屏蔽件的屏蔽天线。第一屏蔽件设置在天线上，并且包括多个导电的第一区段，该第一区段被多个第一间隙隔开。第二屏蔽件设置在天线上，并且包括多个导电的第二区段，该第二区段被多个第二间隙隔开。在顶部平面图中，至少一个第一间隙与第二区段完全重叠，并且至少一个第二间隙与第一区段完全重叠。根据一些实施方案，屏蔽天线包括天线和设置在天线上的屏蔽件。该天线包括导电迹线，该导电迹线沿天线的第一端和第二端之间的迹线的长度延伸。该屏蔽件包括形成规则图案的多个间隔开的电隔离的导电细长区段。每个区段沿区段的长度方向延伸，使得在顶部平面图中，每个区段沿着迹线的长度在至少两个不同位置处横穿导电迹线。区段的长度方向垂直于至少两个不同位置中的每个处的迹线。一些实施方案涉及包括天线的屏蔽天线，该天线具有形成多个基本上同心的环路的导电细长迹线。屏蔽件设置于天线上。所述屏蔽增加所述套环之间的耦合电容至少2倍，并且增加细长迹线的有效电阻少于2倍。根据一些实施方案，射频识别(RFID)标签具有谐振频率，并且适于与远程收发器在谐振频率下进行无线通信。RFID标签包括天线和设置在天线上的屏蔽件。屏蔽件包括多个电隔离的导电区段。每对相邻导电区段在其间限定电绝缘的非零宽度间隙。非零宽度间隙具有小于约1.3mm的宽度。每个区段为细长的并且具有长度和宽度。每个区段的宽度小于约0.2mm，使得当RFID标签邻近物体放置时，该物体具有约30的相对介电常数的实部和约0.125欧姆/米的电阻率，其中屏蔽件设置在天线和物体之间，RFID标签的谐振频率偏移小于约5％。本申请的这些方面和其他方面从下面的详细描述将显而易见。然而，在任何情况下都不应将上面的总结理解为是对所要求保护的主题的限制，该主题仅仅由所附权利要求限定。附图说明图1示出了根据一些实施方案的屏蔽天线，该屏蔽天线包括螺旋天线以及设置在螺旋天线上的分段屏蔽件；图2示出了图1的屏蔽天线的螺旋天线的顶部平面图；图3A描绘了根据一些实施方案的屏蔽的分段屏蔽件的顶部平面图，该屏蔽件包括与天线的垫部分基本上共延的一个区段；图3B描绘了根据一些实施方案的分段屏蔽件的顶部平面图，该分段屏蔽件包括两个或多个区段，该两个或多个区段组合起来与天线的垫部分基本上共延的；图4A和图4B为图1的分段天线的剖视图；图4C是示出根据一些实施方案的相邻区段之间的间隙的顶部平面图；图4D和图4E示出了根据一些实施方案的相邻区段之间的间隙的宽度和相邻导电区段的侧向尺寸之间的关系；图5示出了根据一些实施方案的具有两个分段屏蔽件的屏蔽天线；图6A是图5的屏蔽天线的剖视图；图6B是示出图5的屏蔽天线的第一屏蔽件和第二屏蔽件的区段的顶部平面图。图7A是根据一些实施方案的屏蔽天线的透视图；图7B是图7A的屏蔽天线的天线的顶部平面图；图7C是图7A的屏蔽天线的屏蔽件的顶部平面图；图7D和图7E是示出与图7A的屏蔽天线的天线迹线重叠的屏蔽件区段中的一些的顶部平面图；图8A描绘了根据一些实施方案的分段屏蔽件，该分段屏蔽件具有由四个间隙隔开的四个L形区段；图8B示出了图8A的天线的平面图；图8C示出了图8A的平面图；图8D描绘了根据一些实施方案的分段屏蔽件的平面图，该分段屏蔽件具有由两个间隙隔开的两个U形区段；图9A描绘了根据一些实施方案的射频识别(RFID)标签,该RFID标签具有谐振频率并且适于与远程收发器在谐振频率下进行无线通信；图9B是图9A的RFID标签的屏蔽件的两个电隔离的导电区段的顶部平面图，每对相邻的导电区段在其间限定电绝缘的非零间隙；图9C示出根据一些实施方案的邻近物体放置的图9A的RFID标签,其中屏蔽件位于天线和物体之间；图10描绘了用于总体在图7A至图7C所示的一般屏蔽天线配置的屏蔽天线的Q因数与0.10mm导电区段之间的间隙的宽度的图示；图11为示出当邻近皮肤放置时天线的百分比谐振屏蔽偏移与用于总体在图7A至图7C中所示的屏蔽天线配置的0.10mm导电区段的间隙的宽度的图示；图12A示出根据一些实施方案的质量因数相对于以姆欧/米表示的区段的电导率的图示；图12B示出根据一些实施方案的质量因数相对于以姆欧/平方表示的区段的电导率的图示；图13A示出图示，所述图示示出当屏蔽件添加在自由空间时天线谐振频率下的偏移；和图13B示出图示，所述图示示出当屏蔽件添加在相邻皮肤时天线谐振频率下的偏移的图示。图未必按照比例绘制。图中使用的相似数字指代相似的部件。然而，应当理解，在给定图中使用数字指代部件不旨在限制另一图中用相同数字标记的部件。具体实施方式本文所公开的一些实施方案涉及适用于近场通信(NFC)应用的柔性的和可拉伸的屏蔽天线。屏蔽天线被设计为与人体或具有大于自由空间的介电常数的其它物体直接或几乎直接紧密接触地操作。皮肤的含水量或电解质浓度的变化引起皮肤的介电常数或电导率的变化，这转而引起典型NFC标签在接近皮肤时的天线性能的变化。性能的此类变化可以导致附接到主体的NFC标签或其他电介质材料的读取范围的变化。本文所公开的屏蔽天线能够可靠地和可重复地邻近皮肤，而不考虑皮肤的状态，即干燥、潮湿或流汗程度。本公开的屏蔽天线是可伸展的和柔性的，使得其特别适用于可穿戴电子装置。图1示出了包括螺旋天线110和设置在螺旋天线本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种屏蔽天线，其特征在于包括：/n螺旋天线，所述螺旋天线包括多个基本上同心的环路；和/n屏蔽件，所述屏蔽件设置在所述螺旋天线上，并且包括多个电隔离的导电区段，所述多个电隔离的导电区段形成规则的图案，使得在顶部俯视图中，至少一个区段与至少两个环路的一部分重叠，并且至少一对相邻的导电区段在其间限定电绝缘间隙。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20160615 US 62/350,3701.一种屏蔽天线，其特征在于包括：
螺旋天线，所述螺旋天线包括多个基本上同心的环路；和
屏蔽件，所述屏蔽件设置在所述螺旋天线上，并且包括多个电隔离的导电区段，所述多个电隔离的导电区段形成规则的图案，使得在顶部俯视图中，至少一个区段与至少两个环路的一部分重叠，并且至少一对相邻的导电区段在其间限定电绝缘间隙。


2.根据权利要求1所述的屏蔽天线，其中所述屏蔽件仅设置在所述螺旋天线的一侧上。


3.根据权利要求1所述的屏蔽天线，其中当所述屏蔽天线被平放时，所述多个电隔离的导电区段中没有两个导电区段彼此重叠。


4.根据权利要求1所述的屏蔽天线，其中在顶部俯视图中，每个导电区段在重叠区域中与所述至少两个环路中的每个环路的一部分重叠，所述导电区段的第一边缘在所述重叠区域处基本上垂直于所述环路。


5.一种射频识别RFID标签，所述RFID标签具有谐振频率，并且适于在所述谐振频率下与远程收发器进行无线通信，其特征在于所述RFID标签包括：
天线，所述天线包括多个基本上同心的环路；以及
屏蔽件，所述屏蔽件设置在所述天线上，并且包括多个电隔离的金属区段，所述屏蔽件在谐振频率处降低了所述天线的自由空间质量因数小于约40％，使得当所述RFID标签邻近物体放置时，所述RFID标签的所述谐振频率偏移小于约5％，其中所述物体具有约30的相对介电常数的实部和约0.125欧姆/米的电阻率，以及所述屏蔽件设置在所述天线和所述物体之间。


6.一种屏蔽天线，其特征在于包括：
天线；
第一屏蔽件，所述第一屏蔽件设置在所述天线上，并且包括多个间隔开的导电的第一区段；以及
第二屏蔽件，所述第二屏蔽件设置在所述天线上，并且包括多个间隔开的导电的第二区段，使得在顶部俯视图中，至少一个第一区段与至少两个相邻的第二区段中的每个均部分地重叠...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗纳德·D·耶西，尼古拉斯·T·加夫列尔，安德鲁·P·博尼法斯，祖海卜·哈米德，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：新型
国别省市：美国;US