包括三维环形天线的射频识别(RFID)标签制造技术

本公开描述了射频识别(RFID)标签，该射频识别(RFID)标签包括三维(3D)环形天线。所述3D环形天线包括长度和宽度基本上超出厚度的第一导电部分。第一导电部分的长度和宽度基本上位于第一平面内。所述3D环形天线包括长度和宽度基本上超出厚度的第二导电部分。第二导电部分的长度和宽度基本上位于与第一平面基本上平行的第二平面内。电连接到所述环形天线的RFID电路激发电流流经电流回路中的所述第一导电部分和所述第二导电部分，所述电流回路位于基本上不平行于所述第一平面和所述第二平面的第三平面内。在某些情况下，所述第三平面可以基本上垂直于所述第一平面和所述第二平面。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于制品管理的射频识别(RFID)系统，更具体地讲涉及RFID标签。
技术介绍
射频识别(RFID)技术事实上已经广泛地应用于各个行业，包括交通、制造、废物管理、邮政跟踪、航空行李调度、和公路收费管理。典型的RFID系统包括多个RFID标签、至少一个具有用于与RFID标签通信的天线的RFID阅读器(也称为“询问器”)或检测系统、和控制RFID阅读器的计算装置。RFID阅读器包括可以向标签提供能量或信息的发射机，和从标签接收身份和其它信息的接收机。计算装置处理由RFID阅读器获得的信息。通常，从RFID标签接收的信息是具体应用所特有的，但通常对其上固定有标签的制品进行识别。示例性的制品包括制造品、书籍、文件、动物或人，或几乎任何其他有形制品。也可以提供制品的额外的信息。标签可以用于制备处理期间，以(例如)表明制造过程中汽车底盘的油漆颜色或其它有用的信息。RFID阅读器的发射机通过天线输出射频(RF)信号，以形成能够使标签返回携带信息的RF信号的电磁场。在一些构型中，发射机启动通信，然后利用放大器激励具有调制输出信号的天线，以与RFID标签通信。在其它构型中，RFID标签从RFID阅读器接收连续波信号，然后通过立即响应与其信息开始通信。常规的标签可以是包括内部电源的“有源”标签，或通过由RFID阅读器产生的RF场带电(通常通过电感耦合)的“无源”标签。在任一种情况下，标签都使用预先定义的协议通信，从而允许RFID阅读器从一个或多个标签接收信息。计算装置通过接收来自RFID阅读器的信息并且执行某些操作(例如更新数据库)而起到信息管理系统的作用。另外，计算装置还可以起到通过发射机将数据编程到标签中的装置的作用。
技术实现思路
本专利技术整体描述了可以减小对RFID标签性能的不利影响的三维(3D)环形天线，该不利影响可归因于RFID标签与其上设置RFID标签的导电表面之间的耦合。根据本公开设计的RFID标签包括耦合到RFID电路的3D环形天线。如本文详细所述，3D环形天线包括第一导电部分，第一导电部分的长度和宽度基本上超出其厚度并且位于第一平面内。第一导电部分电耦合到第二导电部分，第二导电部分的长度和宽度基本上超出其厚度并且位于第二平面内。第一平面和第二平面基本上彼此平行。电流被激发流经电流回路中的第一导电部分和第二导电部分，该电流回路位于基本上不平行于第一平面和第二平面的第三平面内。流经第一导电部分和第二导电部分的激发电流可以(例如)是由RFID电路反向散射的重新调制的询问信号，如就无源RFID标签而言。在其它情况下，如就有源RFID标签而言，RFID电路可以生成激发电流流经导电部分的信号。RFID标签被构造为使得当设置在制品表面上时，第一平面和第二平面基本上平行于制品表面。这样，通其激发电流的电流回路的平面基本上不平行于附接RFID标签的制品表面。例如，在一些实施例中，天线的电流回路所在的平面可以基本上垂直于制品表面。在一些实施例中，3D环形天线的第一导电部分和第二导电部分可以由天线材料限定，天线材料包括限定连续环路的一个或多个部分，以用于RF电流。在其它实施例中，3D环形天线可以由天线材料与其上设置RFID标签的导电制品表面的组合限定。在后一个实施例中，导电制品表面和天线材料限定电流的闭环。因此，导电制品表面充当3D天线的一部分。导电表面和天线材料可以通过直接电气连接或通过电容耦合来形成闭环。还可以将3D环形天线设计为使得天线的一部分用作调谐元件，以将天线的阻抗与连接天线的IC芯片的阻抗相匹配。例如，形成3D环形天线的导电迹线可以包括一个或多个用作电容调谐元件的狭缝。又如，3D环形天线可以具有用作电容调谐元件的重叠导电部分。还如，形成3D环形天线的导电迹线可以包括交指型导电区域，以增大电容以用于更好地调谐。可以通过安装构件将RFID标签附接到制品的基本上非平面的表面。安装构件可以是柔性的，以适形于弯曲或不规则成形(基本上非平面)的表面，并且可以附接到RFID标签的下部，即RFID标签与制品表面之间。安装构件可以是有棱纹的，包括多个彼此间隔开的部分，或者说是具有促进柔韧性的结构。在一个实施例中，射频识别(RFID)标签具有包括第一导电部分的环形天线，第一导电部分的长度和宽度基本上超出其厚度。第一导电部分的长度和宽度基本上位于第一平面内。第一导电部分的至少一部分形成用于调谐环形天线阻抗的调谐元件。环形天线也包括第二导电部分，第二导电部分的长度和宽度基本上超出其厚度。第二导电部分的长度和宽度基本上位于与第一平面基本上平行的第二平面内。第二导电部分电耦合到第一导电部分。RFID标签也包括电连接到环形天线的RFID电路，以通过环形天线激发电流流经电流回路中的第一导电部分和第二导电部分，该电流回路位于基本上垂直于第一平面和第二平面的第三平面内。在另一个实施例中，射频识别(RFID)系统包括被构造为输出询问射频(RF)场的阅读器单元、和RFID标签。RFID标签包括具有第一导电部分的环形天线，第一导电部分的长度和宽度基本上超出其厚度。第一导电部分的长度和宽度基本上位于第一平面内。第一导电部分的至少一部分形成用于调谐环形天线阻抗的调谐元件。环形天线也包括第二导电部分，第二导电部分的长度和宽度基本上超出其厚度。第二导电部分的长度和宽度基本上位于与第一平面基本上平行的第二平面内。第二导电部分电耦合到第一导电部分。RFID标签也包括电连接到环形天线的RFID电路，以激发流经电流回路中的第一导电部分和第二导电部分的电流，以响应询问RF信号来输出RF信号,该电流回路位于基本上垂直于第一平面和第二平面的第三平面内。在另一个实施例中，制品包括导电表面和连接到制品导电表面的射频识别(RFID)标签。RFID标签包括具有第一导电部分的环形天线，第一导电部分的长度和宽度基本上超出其厚度，其中第一导电部分的长度和宽度基本上位于第一平面内。第一导电部分的至少一部分形成用于调谐环形天线阻抗的调谐元件。环形天线也包括第二导电部分，第二导电部分的长度和宽度基本上超出其厚度，其中第二导电部分的长度和宽度基本上位于与第一平面基本平行的第二平面内。第二导电部分电耦合到第一导电部分。RFID标签也包括电连接到环形天线的RFID电路，以通过环形天线激发电流流经电流回路中的第一导电部分和第二导电部分，该电流回路位于基本上不平行于制品的导电平面的第三平面内。在另一个实施例中，组件包括RFID标签、安装构件，该安装构件被构造为将RFID标签安装在基本上非平面的表面上。安装构件包括具有上表面和与上表面相背的下表面的基本上平坦柔性基座构件，以及多个从下表面突出的安装结构。在另一个实施例中，方法包括用固化性树脂至少部分地填充腔体，将成形工具压入腔体中使树脂成形，待材料固化后移除成形工具，从而限定多个从基座构件延伸的安装结构，从腔体中移除基座构件和多个安装结构，基座构件为基本上平坦的并且具有上表面和下表面，上表面被构造为附接到射频识别(RFID)标签，安装结构从下表面延伸，并且将一个或多个RFID标签连接到基座构件的上表面。在另一个实施例中，射频识别(RFID)标签具有包括第一导电部分的环形天线，第一导电部分的长度和宽度基本上超出其厚度。第一导电部分的长度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种射频识别(RFID)标签，包括：环形天线，所述环形天线包括：第一导电部分，所述第一导电部分的长度和宽度基本上超出其厚度，其中所述第一导电部分的所述长度和所述宽度基本上位于第一平面内，所述第一导电部分的至少一部分形成用于调谐所述环形天线的阻抗的调谐元件；和第二导电部分，所述第二导电部分的长度和宽度基本上超出其厚度，其中所述第二导电部分的所述长度和所述宽度基本上位于基本上平行于所述第一平面的第二平面内，所述第二导电部分被电耦合到所述第一导电部分上；和电连接到所述环形天线上的RFID电路，其中通过所述环形天线激发电流流经电流回路中的所述第一导电部分和所述第二导电部分，所述电流回路位于基本上垂直于所述第一平面和所述第二平面的第三平面内。

【技术特征摘要】
2008.02.14 US 61/028,581;2008.06.20 US 12/143,5731.一种射频识别(RFID)标签，包括: 环形天线，所述环形天线包括: 第一导电部分，所述第一导电部分的长度和宽度基本上超出其厚度，其中所述第一导电部分的所述长度和所述宽度基本上位于第一平面内，所述第一导电部分的至少一部分形成用于调谐所述环形天线的阻抗的调谐元件；和 第二导电部分，所述第二导电部分的长度和宽度基本上超出其厚度，其中所述第二导电部分的所述长度和所述宽度基本上位于基本上平行于所述第一平面的第二平面内，所述第二导电部分被电稱合到所述第一导电部分上；和 电连接到所述环形天线上的RFID电路，其中通过所述环形天线激发电流流经电流回路中的所述第一导电部分和所述第二导电部分，所述电流回路位于基本上垂直于所述第一平面和所述第二平面的第三平面内。2.根据权利要求1所述的RFID标签，其中所述RFID标签被构造为使得当被附接到制品表面上时，所述第三平面基本上垂直于所述制品的表面。3.根据权利要求1所述的RFID标签，其中所述第二导电部分连接到制品的导电表面上，形成位于所述第三平面内的所述电流回路。4.根据权利要求3所述的RFID标签，其中所述第二导电部分包括一对接触点，所述接触点连接到所述导电表面，以形成所述电流回路。5.根据权利要求3所述的RFID标签，其中所述第二导电部分电耦合到所述制品的所述导电表面，以形成所述电流回路。6.根据权利要求3所述的RFID标签，其中所述第二导电部分电磁耦合到所述制品的所述导电表面，以形成所述电流回路`。7.根据权利要求1所述的RFID标签，其中所述RFID标签被构造为使得流经所述环形天线的电流在附接所述RFID标签的制品的导电表面内感应电流，以增强由所述环形天线产生的磁场。8.根据权利要求7所述的RFID标签，其中在所述制品的所述导电表面内感应的所述电流使由所述环形天线的所述电流回路封闭的区域基本上加倍。9.根据权利要求1所述的RFID标签，所述环形天线限定长度，其中所述RFID电路处于所述长度的中心。10.根据权利要求1所述的RFID标签，所述环形天线限定长度，其中所述RFID电路偏离于所述环形天线的所述长度的中心。11.根据权利要求1所述的RFID标签，其中其中所述第一导电部分包括在所述第一导电部分中形成间隙的至少一个狭缝，其用作调谐元件，以用于将所述天线的所述阻抗调谐为与连接所述天线的所述RFID电路的阻抗基本上匹配。12.根据权利要求11所述的RFID标签，其中所述RFID电路在偏离于所述环形天线中心的位置处被连接到所述环形天线的第一导电部分，并且在所述环形天线的第一导电部分中形成间隙的所述狭缝以所述RFID电路偏离所述环形天线中心的相同方向偏离所述RFID电路。13.根据权利要求1所述的RFID标签，其中所述第一导电部分包括第一导电迹线，所述第一导电迹线基本上与第二导电迹线的至少一部分重叠，以形成所述调谐元件，以用于将所述天线的所述阻抗调谐为与连接所述天线的所述RFID电路的阻抗基本上匹配。14.根据权利要求12所述的RFID标签，还包括分离所述重叠导电迹线的非导电材料。15.根据权利要求12所述的RFID标签，其中所述RFID电路在偏离于所述环形天线中心的位置处被连接到所述环形天线的第一导电部分，并且所述重叠导电迹线以所述RFID电路偏离所述环形天线中心的相同方向偏离所述RFID电路。16.根据权利要求1所述的RFID标签，其中所述环形天线被调谐为在所述射频频谱的超高频率(UHF)范围内工作。17.根据权利要求1所述的RFID标签，其中所述第一导电部分的所述长度和所述第二导电部分的所述长度为至少大约50毫米(mm)，所述第一导电部分的所述宽度和所述第二导电部分的所述宽度在大约12_50mm之间，并且所述第一导电部分和所述第二导电部分的所述厚度为小于大约1mm。18.根据权利要求1所述的RFID标签，其中所述环形天线限定内部空间，所述RFID标签还包括设置在所述内部空间内的垫片材料。19.根据权利要求1所述的RFID标签，其中所述RFID电路包括集成电路(IC)、表面声波(SAW)和有机电路中的一者。20.一种射频识别(RFID)系统，包括: 阅读器单元，所述阅读器单元被构造为输出询问射频(RF)场；和 RFID标签，所述RFID标签包括: 环形天线，所述环形天线包括: 第一导电部分，所述第一导电部分的长度和宽度基本上超出其厚度，其中所述第一导电部分的所述长度和所述宽度基本上位于第一平面内，所述第一导电部分的至少一部分形成用于调谐所述天线的阻抗的调谐元件；和 第二导电部分，所述第二导电部分的长度和宽度基本上超出其厚度，其中所述第二导电部分的所述长度和所述宽度基本上位于基本上平行于所述第一平面的第二平面内，所述第二导电部分被电稱合到所述第一导电部分上；和 电连接到所述环形天线上的RFID电路，其中激发电流流经电流回路中的所述第一导电部分和所述第二导电部分，以响应所述询问RF信号而输出RF信号，所述电流回路位于基本上垂直于所述第一平面和所述第二平面的第三平面内。21.根据权利要求20所述的系统，其中所述RFID标签被构造为使得当被附接到制品的表面时，所述第三平面基本上垂直于所述制品的所述表面。22.根据权利要求20所述的系统，其中所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯瓦加塔·R·班纳吉，罗伯特·A·萨伊纳蒂，威廉·C·埃格伯特，大卫·K·米塞梅，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US