CN112313669B - 柔性可安装的l形rfid标签天线 - Google Patents

柔性可安装的l形rfid标签天线 Download PDF

Info

Publication number
CN112313669B
CN112313669B CN201980037615.2A CN201980037615A CN112313669B CN 112313669 B CN112313669 B CN 112313669B CN 201980037615 A CN201980037615 A CN 201980037615A CN 112313669 B CN112313669 B CN 112313669B
Authority
CN
China
Prior art keywords
rfid tag
tag antenna
rfid
antenna
dielectric layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201980037615.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112313669A (zh
Inventor
库纳伦·提拉帕
黄伟隆
罗斯兰·阿卜杜勒拉赫曼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Simatelake Investment Co ltd
Original Assignee
Simatelake Investment Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Simatelake Investment Co ltd filed Critical Simatelake Investment Co ltd
Publication of CN112313669A publication Critical patent/CN112313669A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112313669B publication Critical patent/CN112313669B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/077—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier
    • G06K19/07749—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier the record carrier being capable of non-contact communication, e.g. constructional details of the antenna of a non-contact smart card
    • G06K19/07773—Antenna details

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Details Of Aerials (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)

Abstract

本发明公开了一种柔性可安装的RFID标签天线。本发明的目的是提供如下一种RFID标签天线，该RFID标签天线具有柔性和扁平的设计，该RFID标签天线能够被安装在导电表面上，但是该RFID标签天线在读取RFID芯片的数据方面没有缺点并且不会增加在RFID标签制造过程中的成本和复杂性，而且该RFID标签天线可以被安装在任何曲率的结构上。将通过如下柔性可安装的RFID标签天线来实现本发明的目的，该柔性可安装的RFID标签天线包括用于存储数据的RFID芯片以及可操作地连接到RFID芯片以在RFID频带上工作的天线结构，其中，该RFID标签天线被安装在介电层上，并且该RFID标签天线在介电层的一个边缘处与介电层横向地交叠，从而形成交叠部分，而该RFID标签天线的交叠部分在其截面视图中形成延伸的L形天线结构，而且该RFID标签天线适合于附接到导电层。

Description

柔性可安装的L形RFID标签天线
技术领域
本发明涉及一种适合于附接到导电表面的柔性可安装L形RFID标签天线。
背景技术
典型的RFID***包括RFID读写器或询问器、RFID芯片和RFID标签天线。RFID芯片和天线通常封装在一起以形成RFID标签。RFID芯片存储通常包括识别信息的数据。可以由RFID读写器通过RFID标签天线来检索数据。
低成本无源RFID标签不包括任何内部电源。在这类***中，RFID读写器向RFID标签发送信息和功率。RFID标签接收功率，并且对来自读写器的数据进行解调。存储在RFID芯片中的数据使RFID标签天线的阻抗发生变化，因此可以调制反向散射波。然后，读写器通过解调来检索由RFID标签发送的数据。具有天线的RFID读写器向包含RFID芯片的RFID标签传送数据和功率。然后，数据从RFID芯片被传送到RFID读写器。
85％的商用RFID标签是偶极型天线，原因是偶极型天线可以从RFID读写器获得最大的电场。然而当偶极型天线靠近金属时其性能将急剧下降，因此当偶极型天线靠近导电表面时其性能也将急剧下降。
众所周知，当常用的偶极天线被放置在导电表面上时，无法读取RFID标签。无法读取偶极型RFID标签的原因是以下事实：与原始电流路径相比，导电表面下方产生的镜像电流具有相反的方向。结果是总有效电流等于零。
因此，在大多数情况下，RFID标签被生产为单层或双层的折叠结构，以避免抵消效应。侧面折叠的好处是制造更容易且成本更低，原因是可以使用更便宜的泡沫基底。但是这些设计增加了生产线的复杂性，并且RFID标签的成本非常昂贵。图1示出了现有技术的双折叠结构。嵌体(inlay)被折叠并被缠绕在便宜的介电基板3周围。在操作期间，表面电流将从散热器(顶层)经由短接边缘流向外部金属表面。标签是超高频器件，短接边缘实际上会引入高感抗分量，并且使标签具有高电感性，这是与电容性微芯片共轭匹配所必需的。此外，超高感抗的存在使标签小型化成为可能。设计者实际上可以修改短接边缘的宽度，以微调标签的谐振频率。
现有技术还提供了可安装在金属上并使用平面倒F天线(PIFA)结构的各种天线。所谓的PIFA包括用于使散热器和搭铁(ground)短接的过孔。这样做的好处是：可以使RFID标签的尺寸小型化，此外使性能与标签尺寸的比率良好；然而，由于片上的表面电流对过孔的位置非常敏感，因此PIFA的调谐过程很繁琐。即使在此类天线表现出合理的读取范围的情况下，此类天线也需要相对昂贵的基板材料(如聚四氟乙烯)、复杂的制造工艺和厚的基板(3mm至4mm)，并且导致RFID标签天线占据相对大的面积。
在现有技术中还提出了使用高介电常数材料来减小总天线尺寸以及天线与导电表面之间的距离，但是由于高介电材料，所以成本昂贵并且读取范围相对较低。
使用微带天线是另一种选择，但是这将需要半波长的天线长度，这不适合于空间是限制因素的一些应用。微带天线包括被***在散热器和搭铁之间的介电基板。
通常，印刷电路板(PCB)被用于RFID标签制造，印刷电路板是刚性的并且不适用于具有不同曲率的表面。此外，三层设计概念还将增加RFID标签的制造复杂性。
因此，已经进行了各种尝试来提供金属表面可安装的RFID标签天线。然而，这样的尝试导致了如下设计，所述设计太大、制造太昂贵、读取范围太有限，或者所述设计以其他方式对RFID标签的性能或其商业可行性产生不利影响。因此需要一种改进的金属表面可安装的RFID标签天线。
发明内容
因此，本发明的目的是提出一种RFID标签天线，所述RFID标签天线具有柔性且扁平的设计，所述RFID标签天线可安装在导电表面上，但所述RFID标签天线在读取RFID芯片的数据方面没有缺点，并且所述RFID标签天线不会增加RFID标签制造过程中的成本和复杂性，而且所述RFID标签天线可以被安装在任何曲率结构上。
将通过如下柔性可安装的RFID标签天线来实现本发明的目的，所述柔性可安装的RFID标签天线包括：用于存储数据的RFID芯片和可操作地连接至RFID芯片以在RFID频带上工作的天线结构，其中，所述RFID标签天线被安装在介电层上，并且所述RFID标签天线在介电层的一个边缘处与介电层横向地交叠，从而形成交叠部分，而RFID标签天线的交叠部分在其截面视图中形成延伸的L形天线结构，而且RFID标签天线适合于附接到导电层。
考虑到图1中基板下方的接地层，显然图1中的接地层9实际上并没有给整体RFID标签性能带来许多好处。这是因为一旦接地层9附接到金属表面，它将仅被认为是外部金属表面的一部分。因此，由于接地层9没有为整体RFID标签性能带来益处，所以可以去除接地层9。这将有助于降低制造复杂性。图1中的折叠RFID标签的功能和所要求保护的发明设计将是相同的。
与现有技术相比，所述柔性可安装的RFID标签天线的发明设计是：其结构非常简单、低的外形以及其制造节省成本。在本发明的意义上，术语天线结构将被用来描述天线的几何配置。
本发明的RFID标签天线包括在介电基板上形成天线的导电结构，而天线电连接到RFID芯片以用于存储数据。如果将在导电表面上使用RFID标签天线，则所述天线还附接到介电层，并且可以附接到交叠部分中的导电层。导电表面可以由铜、铝、铜合金、铁、铁合金和类似的金属或金属复合物制成。天线可以附接的表面还可以由有机导电材料或无机导电材料制成。但是本发明的柔性可安装的RFID标签天线也可附接到非导电表面。本发明的柔性可安装的RFID标签天线的天线结构在一个边缘上与介电层交叠。在侧视图或截面视图中，交叠部分形成延伸的L形结构。这是非常有利的，原因是可以极大地简化制造过程。因此这也降低了整体成本。天线的延伸的L形搭铁被放置在例如导电层的导电金属表面上，并且使导电金属表面成为天线的一部分。这提供了以下优点：低的外形的天线和更好的读取距离。另外，由于生产成本相对低于PCB材料，因此不再需要具有通孔的PCB连接到金属基座。
由于设计不限制RFID标签的性能或其商业可行性，因此本发明的RFID标签天线产生了高度改进的金属表面可安装的RFID标签天线。
在柔性可安装的L形RFID标签天线的第二实施方式中，RFID标签天线在两个边缘处与介电层横向地交叠。因此，天线结构在介电层的两侧上横向地形成延伸的L形结构。在导电金属表面上连接有两个延伸的L形搭铁提供了以下优点：天线小型化以及方向性被取向为垂直于辐射片。
在本发明的柔性可安装的L形RFID标签天线的另一个优选的实施方式中，RFID标签天线的交叠部分经由机械紧固件和/或化学粘结而附接到导电层。这些是优选的技术，原因是它们将天线表面电流有效地引导到外部导电层。
在本发明的柔性可安装的L形RFID标签天线的另一实施方式中，所述RFID芯片被定向为向上远离介电层。在本实施方式中，有必要在RFID标签天线上方添加附加的面叠片结构(face lamination)以用于芯片保护。
在本发明的柔性可安装的L形RFID标签天线的又一实施方式中，RFID芯片面向介电层。这具有以下积极影响：直接保护RFID芯片免受外部损坏。因此，可以产生不需要额外的芯片保护处理的更坚固的RFID标签。
在本发明的柔性可安装的L形RFID标签天线的非常优选的实施方式中，所述RFID标签天线由柔性材料制成并且适合于附接到任何曲率表面的导电层。本实施方式提供了以下灵活性：本发明的RFID标签天线可以附接到任何曲率的导电表面。曲率表面可以是凸的或凹的或任何其他形式的表面。
在另一个实施方式中，导电层由有机或无机导电材料制成。或者导电层由金属或金属复合物制成。例如，导电层可以由铜、铝、铜合金、铁、铁合金和类似的金属或金属复合物制成。但是，本发明的柔性可安装的L形RFID标签天线也可附接到非导电表面。
将使用示例性实施方式更详细地说明本发明。
附图说明
附图示出了以下：
图1为普通的双折叠金属可安装的RFID标签(根据现有技术)；
图2为本发明的柔性可安装的L形RFID标签天线；
图3为本发明的柔性可安装的L形RFID标签天线，该RFID标签天线具有：a)在介电层的一个边缘上的L形交叠部分；b)在介电层的两侧上的L形交叠部分；
图4为本发明的柔性可安装的L形RFID标签天线，该RFID标签天线具有面向介电层的RFID芯片；
图5为本发明的柔性可安装的L形RFID标签天线的顶视图；
图6为本发明的柔性可安装的L形RFID标签天线，该RFID标签天线柔性地附接到任何曲率的导电表面；a)凸的；b)凹的；
图7为所提出的RFID标签天线概念的等效电路模型。
具体实施方式
图2示出了本发明的柔性可安装的L形RFID标签天线1。包括RFID芯片2和天线结构的RFID标签天线被安装在介电层3上，而RFID标签天线1与所述介电层3交叠，从而形成延伸的L形天线结构。天线结构的延伸的L形搭铁可以附接到金属表面7。这种设计极大地有助于降低制造复杂性，特别在工业过程中为了降低成本需要降低制造复杂性。功能不受设计影响；它和图1所示的折叠结构一样有效。
图3a示出了本发明的柔性可安装的L形RFID标签天线1的第一实施方式。天线6的延伸的L形搭铁经由机械紧固件和/或化学粘结而附接到导电金属表面7。图3a示出了当RFID标签天线1仅在介电层3的一侧上交叠并且交叠部分6附接到导电金属表面7时的结构的侧视图。这也被称为单侧延伸的L形搭铁6。单个延伸的L形10的搭铁6提供了更宽带宽的天线设计的优点。
图3b示出了本发明的柔性可安装的L形RFID标签天线1的另一个实施方式。两个延伸的L形10的搭铁4、5与介电层3的两个边缘或两个侧交叠，并且连接到导电金属表面7。导电金属表面上连接有两个延伸的L形10的搭铁4、5提供了以下优点：天线小型化以及方向性被取向为垂直于辐射片。
如图3所示，RFID标签天线1以RFID芯片2面朝上的方式附接到导电基板材料7。因此，需要附加的面叠片结构以用于芯片保护。如图4所示，将天线1附接到基板的另一种方法是使RFID芯片2面向介电层3。利用这样的结构，可以保护RFID芯片2免受任何外部损坏。因此，可以产生不需要额外的芯片保护处理的更坚固的标签。
天线延伸的L形10的搭铁4、5、6被放置在导电金属表面7上，使导电表面成为天线的一部分。这提供了以下优点：低外形天线和更好的读取距离。另外，不再需要具有通孔的印刷电路板连接到金属基座。因此，产品成本相对低于PCB材料。图5示出了本发明的柔性可安装的L形RFID标签天线1的顶视图。
图6示出了本发明的柔性可安装的L形RFID标签天线1的另一个非常优选的实施方式。该结构提供了附接到任何曲率的导电表面7的灵活性。导电表面可以具有任何曲率形式，例如，导电表面可以形成为凸结构或凹结构。本发明的柔性可安装的L形RFID标签天线1可以容易地附接到任何形式的导电层7。
图7示出了所提出的天线概念的等效电路模型。该电路模型提供了关于所提出的RFID标签天线1的阻抗特性的信息。散热器片和搭铁形成电容器状的板，可以使用C＝εAT/t来计算相应的电容，其中，ε和t是基板7的电容率和厚度。互相连接的电感L形短截线(stub)产生电感Lst。
附图标记列表
1：RFID标签天线
2：RFID芯片
3：介电层
4：介电层的第一侧/第一边缘上的天线的延伸的L形搭铁
5：介电层的第二侧/第二边缘上的天线的延伸的L形搭铁
6：介电层的仅一侧/仅一边缘上的天线的延伸的L形搭铁
7：导电层
8：短接边缘
9：接地层
10：延伸的L形天线结构
C＝顶层的并联电容(无短接线)
G＝顶层的电导(无短接线)
L＝顶层的电感(无短接线)
R＝顶层的导体的电阻(无短接线)
Lst＝由两条短接线引入的电感

Claims (9)

1.一种柔性可安装的RFID标签天线，其包括用于存储数据的RFID芯片(2)以及可操作地连接到所述RFID芯片(2)以在RFID频带上工作的天线结构，其中，所述RFID标签天线(1)被安装在介电层(3)的顶面上，并且所述RFID标签天线(1)在介电层的一个边缘处与所述介电层(3)的侧面横向地交叠，从而形成交叠部分(4，5，6)，所述RFID标签天线的交叠部分(4，5，6)在其截面视图中形成延伸的L形天线结构(10)，并且所述RFID标签天线(1)适合于附接到导电层(7)。
2.根据权利要求1所述的柔性可安装的RFID标签天线，其中，所述RFID标签天线(1)在所述介电层(3)的两个边缘(5，6)处与所述介电层横向地交叠。
3.根据权利要求1或2中一项所述的柔性可安装的RFID标签天线，其中，所述RFID芯片(2)被定向为向上远离所述介电层(3)。
4.根据权利要求1所述的柔性可安装的RFID标签天线，其中，所述RFID芯片(2)面向所述介电层(3)。
5.根据权利要求1所述的柔性可安装的RFID标签天线，其中，所述RFID标签天线(1)的交叠部分经由机械紧固件和/或化学粘结而连接到导电层(7)。
6.根据权利要求1所述的柔性可安装的RFID标签天线，其中，所述RFID标签天线(1)由柔性材料制成并且适合于附接到任何曲率表面的导电层(7)。
7.根据权利要求1或6中一项所述的柔性可安装的RFID标签天线，其中，所述导电层(7)由有机导电材料或无机导电材料制成。
8.根据权利要求1或6中一项所述的柔性可安装的RFID标签天线，其中，所述导电层(7)由金属制成。
9.根据权利要求1或6中一项所述的柔性可安装的RFID标签天线，其中，所述导电层(7)由金属复合物制成。
CN201980037615.2A 2018-05-03 2019-05-03 柔性可安装的l形rfid标签天线 Active CN112313669B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP18170684.7 2018-05-03
EP18170684.7A EP3564860B1 (en) 2018-05-03 2018-05-03 A flexible mountable l-shaped rfid tag antenna
PCT/EP2019/061366 WO2019211432A1 (en) 2018-05-03 2019-05-03 A flexible mountable l-shaped rfid tag antenna

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112313669A CN112313669A (zh) 2021-02-02
CN112313669B true CN112313669B (zh) 2023-01-31

Family

ID=62116303

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980037615.2A Active CN112313669B (zh) 2018-05-03 2019-05-03 柔性可安装的l形rfid标签天线

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11625568B2 (zh)
EP (1) EP3564860B1 (zh)
CN (1) CN112313669B (zh)
WO (1) WO2019211432A1 (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11443160B2 (en) 2019-09-18 2022-09-13 Sensormatic Electronics, LLC Systems and methods for laser tuning and attaching RFID tags to products
US10783424B1 (en) 2019-09-18 2020-09-22 Sensormatic Electronics, LLC Systems and methods for providing tags adapted to be incorporated with or in items
US11055588B2 (en) 2019-11-27 2021-07-06 Sensormatic Electronics, LLC Flexible water-resistant sensor tag
US11755874B2 (en) 2021-03-03 2023-09-12 Sensormatic Electronics, LLC Methods and systems for heat applied sensor tag
US11869324B2 (en) 2021-12-23 2024-01-09 Sensormatic Electronics, LLC Securing a security tag into an article
CN117933290B (zh) * 2024-01-24 2024-07-23 温州格洛博电子有限公司 一种柔性抗金属rfid标签

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006078147A1 (en) * 2005-01-24 2006-07-27 Rfcamp Ltd. Thin rfid tag for radio frequency identification
US8169322B1 (en) * 2008-11-07 2012-05-01 Iowa State University Research Foundation, Inc. Low profile metal-surface mounted RFID tag antenna
TWI566470B (zh) * 2015-12-31 2017-01-11 Anti - metal flexible radio frequency identification tag
CN106981722A (zh) * 2017-05-10 2017-07-25 江苏明联电子科技有限公司 一种柔性抗金属rfid标签天线
CN206470813U (zh) * 2017-02-23 2017-09-05 上海中卡智能卡有限公司 一种应用于烟盒的防伪电子标签

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5057786B2 (ja) * 2006-08-09 2012-10-24 富士通株式会社 タグ
US20080068175A1 (en) * 2006-09-14 2008-03-20 Symbol Technologies, Inc. Antenna Arrangements for Radio Frequency Identification (RFID) Tags
JP5028176B2 (ja) * 2007-07-25 2012-09-19 株式会社日立製作所 Ｒｆｉｄタグ実装パッケージおよびその製造方法
US20120018505A1 (en) * 2010-07-23 2012-01-26 Sensormatic Electronics , Llc Tag having dipole-loop antenna
JP6223067B2 (ja) 2013-08-28 2017-11-01 デクセリアルズ株式会社 電子機器

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006078147A1 (en) * 2005-01-24 2006-07-27 Rfcamp Ltd. Thin rfid tag for radio frequency identification
US8169322B1 (en) * 2008-11-07 2012-05-01 Iowa State University Research Foundation, Inc. Low profile metal-surface mounted RFID tag antenna
TWI566470B (zh) * 2015-12-31 2017-01-11 Anti - metal flexible radio frequency identification tag
CN206470813U (zh) * 2017-02-23 2017-09-05 上海中卡智能卡有限公司 一种应用于烟盒的防伪电子标签
CN106981722A (zh) * 2017-05-10 2017-07-25 江苏明联电子科技有限公司 一种柔性抗金属rfid标签天线

Also Published As

Publication number Publication date
CN112313669A (zh) 2021-02-02
US20210241063A1 (en) 2021-08-05
EP3564860A1 (en) 2019-11-06
WO2019211432A1 (en) 2019-11-07
US11625568B2 (en) 2023-04-11
EP3564860B1 (en) 2021-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112313669B (zh) 柔性可安装的l形rfid标签天线
US8009101B2 (en) Wireless IC device
US8960561B2 (en) Wireless communication device
CN101361227B (zh) 用于射频识别***的发射机应答器的宽带天线
US10396429B2 (en) Wireless communication device
US8797148B2 (en) Radio frequency IC device and radio communication system
US8169322B1 (en) Low profile metal-surface mounted RFID tag antenna
US7663567B2 (en) Antenna structure, transponder and method of manufacturing an antenna structure
US11641714B2 (en) RFID tag
JP6253588B2 (ja) アンテナ構造体、及びアンテナ構造体を備えるｒｆｉｄトランスポンダシステム
US8556185B2 (en) RFID tag having capacitive load
US20100007567A1 (en) Antenna for an rfid transponder and rfid transponder
CN210129584U (zh) 无线通信器件以及包括该无线通信器件的物品
US8941552B2 (en) Composite printed wiring board and wireless communication system
KR20220038734A (ko) 알에프아이디(RF-id) 트랜스폰더를 위한 안테나 및 알에프아이디(RF-id) 트랜스폰더

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant