CN203054896U - 一种抗金属电子标签 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及射频识别（Radio FrequencyIdentification,RFID）技术，公开了一种抗金属电子标签，包括具有两个馈电引脚的RFID芯片，介质基板，所述介质基板的底面设置有金属板地，金属板地上开设有容置RFID芯片的通孔；所述介质基板的顶面设置有“工”字形天线，“工”字形天线连接有第一短路针和第二短路针，第一短路针连接RFID芯片的一个馈电引脚，第二短路针贯穿介质基板后连接金属板地；所述RFID芯片的另一个馈电引脚连接金属板地。
Description
技术领域
本实用新型涉及射频识别（Radio Frequency Identification,RFID）技术，特别涉及一种抗金属电子标签。
背景技术
射频识别（RFID）是一种利用无线通信进行数据交换的新兴信息技术。RFID***主要由三个主要部分组成。即读写设备，电子标签和计算信息***。其中电子标签作为整个***的数据载体，在RFID***中占有非常重要的地位。近年来，随着物联网技术的发展和普及应用，RFID作为其中重要技术之一也得到了前所未有的发展。其应用已经涉及到电子身份证，电子护照，物流，智能生产线，智慧城市，电子医疗等社会生活的各个领域。
但是，电子标签的适用环境、成本等因素依然是制约RFID发展和应用的主要瓶颈之一。众所周知，金属由于趋肤效应对电磁波具有屏蔽作用。这主要体现金属对入射的电磁波通过反射，透射，散射减弱了返回给读写器的电磁场能量，使得读写器无法接收电子标签反射的回波，造成读写器与电子标签无法通信。这就严重影响了电子标签在金属环境中的应用。此外，天线尺寸与天线的性能始终是一个不可调和的矛盾。因此，小型化、抗金属的电子标签就显得尤为重要。
发明内容
本实用新型的目的在于弥补现有技术之不足，提供一种整体尺寸小、读取距离远的抗金属电子标签。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现。
一种抗金属电子标签，其特征在于，包括具有两个馈电引脚的RFID芯片，介质基板，所述介质基板的底面设置有金属板地，金属板地上开设有容置RFID芯片的通孔；所述介质基板的顶面设置有“工”字形天线，“工”字形天线连接有第一短路针和第二短路针，第一短路针连接RFID芯片的一个馈电引脚，第二短路针贯穿介质基板后连接金属板地；所述RFID芯片的另一个馈电引脚连接金属板地。
本实用新型的特点和进一步改进在于：
所述第一短路针和第二短路针分别位于“工”字形天线的几何中心的两侧。
所述第一短路针靠近“工”字形天线的几何中心。
所述“工”字形天线为镀金天线。
所述介质基板为FR4基板。
所述“工”字形天线的顶面和金属板的底面上涂覆有环氧树脂层。
与现有技术相比，本实用新型具有突出优点。传统的抗金属电子标签芯片馈电点在天线面，且一个短路针。而当天线尺寸较小时，天线端口阻抗呈现比较大的容性，很难和电子标签芯片的阻抗形成共轭匹配。为了弥偿这个容性，本实用新型增加第二个短路针，利用两个短路针所产生的感性来补偿容性。通过调整两短路针的相对位置来实现与不同的电子标签芯片的阻抗匹配；同时，通过增加短路针的方 式达到了标签尺寸缩小的目的。此外，为了不因为介质损耗而减小标签的电性能，天线采用对称“工”字形设计。采用本实用新型的技术方案，设计的35×15mm的抗金属电子标签，其阅读距离可以达到4米左右。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
图1为本实用新型的一种抗金属电子标签的结构示意图；
图2为金属板地及对应的馈电引脚和芯片定位点的示意图；
图3为“工”字形天线的示意图；
图中：1、环氧树脂层；2、“工”字形天线；3、介质基板；4、金属板地；5、泡棉胶层；6、RFID芯片；7、第二短路针；8、第一短路针；9、芯片定位点；10、接线脚。
具体实施方式
参照图1、图2、图3所示，说明本实用新型的一种抗金属电子标签。该抗金属电子标签主要包括：两个馈电引脚的RFID芯片6，介质基板3、金属板地4、第二短路针7和第一短路针8。
介质基板3采用厚度3mm的FR4基板，其底面与金属板地4的顶面粘贴，且介质基板3的形状大小与金属板地4的形状大小相匹配，镀金的“工”字形天线2位于介质基板3的顶面上。金属板地4上设有对应连接RFID芯片两个馈电引脚的接线脚10，两个接线脚10之间设有芯片定位点9，对应金属板地4上开设有容置RFID芯片6的通孔，RFID芯片6在芯片定位点9处固定在金属地板4上。
“工”字形天线连接有第一短路针8和第二短路针7，第一短路针8连接RFID芯片6的一个馈电引脚，第二短路针7贯穿介质基板3后连接金属板地4；RFID芯片6的另一个馈电引脚通过接线脚10连接在金属板地4。具体实施中，上述的电连接关系，均是通过馈电引脚对应的接线脚10实现电连接的。
电路连接完成后，在介质基板3的顶面“工”字形天线2上和金属板地4底面上除了接线脚和芯片定位点以外的其他导体部分均涂覆有环氧树脂层1，在靠近金属板地4底面的环氧树脂层1表面粘贴泡棉胶层5。
本实用新型提供的小型化、远距离抗金属电子标签的工作原理如下：该抗金属电子标签是基于微带天线的辐射原理而设计的。RFID芯片单纯从金属板地馈电，通过第一短路针与辐射阵子“工”字形天线相连接；受其尺寸和介质的影响，这样的连接将产生较大的容性，使天线的谐振频率偏移。为了和所使用的电子标签芯片的阻抗形成共轭匹配，以使天线接收的功率最大的传输给电子标签芯片，本实用新型增加了第二短路针来补偿容性。通过调整两个短路针的相对位置，来实现天线和不同电子标签芯片的匹配。本实施例设计的35×15mm的抗金属电子标签，其阅读距离可以达到4米左右。
尽管以上结合附图对本实用新型的实施方案进行了描述，但本实用新型并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下，在不脱离本实用新型权利要求所保护的 范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本实用新型保护之列。
Claims (6)
1.一种抗金属电子标签，其特征在于，包括具有两个馈电引脚的RFID芯片，介质基板，所述介质基板的底面设置有金属板地，金属板地上开设有容置RFID芯片的通孔；所述介质基板的顶面设置有“工”字形天线，“工”字形天线连接有第一短路针和第二短路针，第一短路针连接RFID芯片的一个馈电引脚，第二短路针贯穿介质基板后连接金属板地；所述RFID芯片的另一个馈电引脚连接金属板地。
2.根据权利要求1所述的抗金属电子标签，其特征在于，所述第一短路针和第二短路针分别位于“工”字形天线的几何中心的两侧。
3.根据权利要求1所述的抗金属电子标签，其特征在于，所述第一短路针靠近“工”字形天线的几何中心。
4.根据权利要求1所述的抗金属电子标签，其特征在于，所述“工”字形天线为镀金天线。
5.根据权利要求1所述的抗金属电子标签，其特征在于，所述介质基板为FR4基板。
6.根据权利要求1所述的抗金属电子标签，其特征在于，所述“工”字形天线的顶面和金属板的底面上涂覆有环氧树脂层。
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| CN107275762A (zh) * | 2017-04-18 | 2017-10-20 | 广东顺德中山大学卡内基梅隆大学国际联合研究院 | 一种基于短路针结构的微带天线阵列 |
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