基于缝隙天线的超高频射频识别标签天线制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于缝隙天线的超高频射频识别标签天线，其特征在于，包括基片、金属面、第一缝隙、第二缝隙、射频识别芯片；其中，金属面位于基片上表面，第一缝隙、第二缝隙位于金属面上，第一缝隙为直线，第二缝隙为Ｕ形，第二缝隙的两端与第一缝隙相交并形成一个缝隙环路，射频识别芯片位于第一缝隙中间部位，连接金属面在第一缝隙中间部位的上下两侧。本实用新型专利技术制作的超高频射频识别标签可以应用于金属平面之上或金属平面的缝隙之中。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及射频识别
，尤其涉及一种可方便应用于金属平面之上或 金属平面缝隙之中的基于缝隙天线的超高频射频识别标签天线。
技术介绍
超高步页身寸步Iji只另Ij (Ultra high frequency radio frequency identification, M 称UHF RFID)是一种利用射频读取标签的自动识别技术。一般由阅读器(Reader)和标签 (Tag)组成，阅读器通过射频远距离读取标签上的信息。与传统条形码相比，其具有读取距 离远、读取速度快、非可视识别、支持快速读写等优点。超高频射频识别标签一般指的是无 源标签，即标签内部不携带电池等供电器件。超高频射频识别标签通过天线接收射频获取 能量以激活标签芯片，并将芯片的信息通过反向散射调制发射给阅读器。由于超高频射频 识别无源标签不需要电池且具有较远的读取距离，在物流供应链、生产自动化、交通管理与 安防等众多领域具有广阔的应用空间。在相当一部分超高频射频识别应用中，需要将标签粘贴于金属平板或金属平面之 上，譬如汽车防爆膜、汽车牌照、香烟锡箔等。由于普通标签无法应用于金属表面，需要采 用特殊设计的标签，称为抗金属标签或金属标签。一般的抗金属标签采用微带贴片天线或 平面倒F天线作为标签天线，可以将金属表面作为天线的地平面。但是，普通抗金属标签天 线都需要贴在金属表面，天线的部分体积突出于金属表面，体积特征比较明显。如果将金属 平板或金属平面挖出一个孔或缝隙来粘贴普通薄膜标签，在孔或缝隙不是很大的情况下， 标签的性能仍然受金属环境影响很大，性能衰减严重。采用基于缝隙天线的超高频射频识 别标签天线，则可以将标签做在金属平板上或将标签嵌在金属平板的缝隙之中。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种基于缝隙天线的超高频射频 识别标签天线。本技术的目的是通过以下技术方案来实现的一种基于缝隙天线的超高频射 频识别标签天线，包括基片、金属面、第一缝隙、第二缝隙、射频识别芯片；金属面位于基片 上表面，第一缝隙、第二缝隙位于金属面上，第一缝隙为直线，第二缝隙为U形，第二缝隙的 两端与第一缝隙相交并形成一个缝隙环路，射频识别芯片位于第一缝隙中间部位，连接金 属面在第一缝隙中间部位的上下两侧。进一步地，所述基于缝隙天线的超高频射频识别标签天线，其特征在于，所述的金 属面、第一缝隙、第二缝隙、射频识别芯片同处于基板的上表面，第一缝隙与第二缝隙由金 属面蚀刻而成。所述的第二隙缝为U形缝隙，包括一个中间的肩和连接在两端的臂，第二隙 缝的肩与第一缝隙平行，第二隙缝的臂与第一缝隙垂直，臂与肩成直角，第二隙缝与第一缝 隙的部分形成一个闭环。所述的第一缝隙与第二缝隙左右对称，且中轴线重合。所述的射 频识别芯片位于第一缝隙的正中间，射频识别芯片的一端连接金属面在第一缝隙中间部位的一侧，射频识别芯片的另一端连接金属面在第一缝隙中间部位的另一侧。本技术的有益效果是本技术的超高频射频识别标签可以应用于金属平 面之上或金属平面的缝隙之中。附图说明图1是基于缝隙天线的超高频射频识别标签天线结构示意图；图2是基于缝隙天线的超高频射频识别标签天线俯视图；图3是基于缝隙天线的超高频射频识别标签天线侧视图；图4是基于缝隙天线的超高频射频识别标签金属平面缝隙中的应用示意图；图中基片1、金属面2、射频识别芯片3、第一缝隙4、第二缝隙5、金属平面6、金属 平面上的缝隙7、基于缝隙天线的超高频射频识别标签8。具体实施方式超高频射频识别标签为无源标签，一般由标签天线与标签芯片组成。标签天线与 标签芯片都为复阻抗。标签从阅读器天线发射的询问信号中获取能量及询问指令。当标签 获得足够的能量时，标签芯片被激活。标签芯片被激活后，其根据阅读器的询问指令进行相 应动作，并通过反向散射调制来发射数据。对超高频射频识别标签而言，在如何设计标签天 线以获得足够的能量激活标签芯片最为重要。对于标签天线，一方面需要天线具有较好的 辐射性能，另一方面则需要标签天线与标签芯片阻抗匹配，以让实现最大能量传输。本技术通过采用缝隙天线实现金属平面嵌入型超高频射频识别标签天线的 设计。以下以能够应用于金属平面缝隙内的基于缝隙天线的超高频射频识别标签天线为实 施方案并结合附图对本技术做详细的说明。本实施例为应用于汽车挡风玻璃后表面防爆膜(基于金属涂层或金属夹层)上缝 隙内的超高频射频识别标签天线，金属防爆膜相当于金属平面。如图1、2、3所示，本技术基于缝隙天线的超高频射频识别标签天线包括基 片1、金属面2、第一缝隙4、第二缝隙5、射频识别芯片3 ；其中，金属面2位于基片1上表面， 第一缝隙4、第二缝隙5位于金属面2上，第一缝隙4为直线，第二缝隙5为U形，第二缝隙 5的两端与第一缝隙4相交并形成一个缝隙环路，射频识别芯片3位于第一缝隙5中间部 位，连接金属面2在第一缝隙4中间部位的上下两侧。金属面2、第一缝隙4、第二缝隙5、射 频识别芯片3同处于基板1的上表面，第一缝隙4与第二缝隙5由金属面2蚀刻而成。第 一隙缝(4)的两端为直线。第二隙缝5为U形缝隙，包括一个中间的肩和连接在两端的臂， 第二隙缝5的肩与第一缝隙4平行，第二隙缝5的臂与第一缝隙4垂直，臂与肩成直角，第 二隙缝5与第一缝隙4的部分形成一个闭环。第一缝隙4与第二缝隙5左右对称，且中轴 线重合。射频识别芯片3位于第一缝隙4的正中间，射频识别芯片3的一端连接金属面2 在第一缝隙4中间部位的一侧，射频识别芯片3的另一端连接金属面2在第一缝隙4中间 部位的另一侧。对于超高频射频识别标签，其射频识别芯片3 —般是复阻抗。为了实现天线与芯 片的最大能量传输，则需要天线的输入阻抗与芯片阻抗共轭匹配，这就要求天线输入阻抗 的实部和虚部都具有灵活的调节的能力。对于本技术的标签天线，通过调节第一缝隙 4的长度可以改变谐振频率，从而改变固定频率处的电阻值，通过调节第二缝隙5的长度可 以调节电抗值。因此，通过合理改变天线的第一缝隙4和第二缝隙5的尺寸，则可以较好的4实现天线谐振频率的控制及天线与芯片的阻抗共轭匹配。 取汽车挡风玻璃的厚度为5mm，介电常数为5. 5，损耗角正切为0，基板1采用PET 材料，金属面2为覆铜，射频识别芯片3采用TI (Texas Instruments)公司的RI UHF 00001 01型号超高频RFID标签芯片。取基片1相对介电常数为3. 9，损耗角正切为0. 002,厚度 为0. 05mm,金属面2的长度为200mm，金属面2的宽度为40mm，金属面2上的第一缝隙4的 长度为98mm、宽度为1mm，第二缝隙5为U形缝隙，U形隙缝的肩长为24mm，U性缝隙的臂长 为6mm，射频识别芯片3的阻抗为10_j60 Ω。在该参数下，标签可工作在超高频920MHz 925MHz的频带范围内，阅读器2W(ERP)读取功率下的有效距离约为4米。 在实际应用中，如图4所示，可以将该基于缝隙天线的超高频射频识别标签8嵌入 在金属平面6 (内嵌金属网格的汽车防爆膜)之中的缝隙7内，标签8的金属面2可以与被 嵌入金属平面6相连接。采用符合IS018000-6C的射频识别阅读器即可以读写该标签的信 肩、ο 上述方案只本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于缝隙天线的超高频射频识别标签天线，其特征在于，包括基片（１）、金属面（２）、第一缝隙（４）、第二缝隙（５）、射频识别芯片（３）；其中，金属面（２）位于基片（１）上表面，第一缝隙（４）、第二缝隙（５）位于金属面（２）上，第一缝隙（４）为直线，第二缝隙（５）为Ｕ形，第二缝隙（５）的两端与第一缝隙（４）相交并形成一个缝隙环路，射频识别芯片（３）位于第一缝隙（４）中间部位，连接金属面（２）在第一缝隙（４）中间部位的上下两侧。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：莫凌飞，
申请(专利权)人：杭州物网科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：86[中国|杭州]