CN203858653U - 用于多义性路径识别的超薄复合通行卡及一种电子标签 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于多义性路径识别的超薄复合通行卡及电子标签，能够减小电子标签内两个天线间的相互干扰，保证电子标签的正常使用，所述电子标签包括：基板，以及设置在基板上的充电电池、集成芯片、第一天线和第二天线；基板两端呈U型弯折，第一天线与第二天线至少一部分在U型弯折部交叠设置，且第一天线与第二天线在交叠部分被至少两层基板隔开，或被至少一层基板和填充层隔开；集成芯片与充电电池连接，集成芯片通过第一天线接收无线信号，对接收到的电能进行转换处理后输入充电电池实现充电；集成芯片对第二天线进行收发控制。

Description

用于多义性路径识别的超薄复合通行卡及一种电子标签

技术领域

本实用新型涉及智能交通（ITS，Intelligent Transportation System）领域技术，特别涉及一种用于多义性路径识别***的超薄复合通行卡及一种用于其他领域的超薄可充电电子标签。

背景技术

高速公路入口处，车主领取用于多义性路径识别***的电子标签(也称为复合通行卡)后，车辆行驶过程中，该电子标签接收路侧设备发送的路径信息并保存，最后在高速公路出口可根据路径信息计算车辆行驶的路径而进行收费。

目前市场上使用的电子标签一般在5mm左右，这种卡片由于厚度较大，存在不易保存和不易使用的问题。因此，亟待开发一种厚度小的电子标签。

用于多义性路径识别***的电子标签通常包括两种天线，即用于近场通信的13.56MHz的天线（用于在出入口处与桌面单元ODU通信及给OBU充电）和用于远场通信的特高频（Ultra High Frequency，UHF）天线（用于在中途与路侧设备通信）。在传统的厚卡设计中，13.56MHz天线和UHF通信天线是布局在同一平面的不同区域，相互之间影响较少。但薄型的电子标签由于受厚度（约1mm）限制，无法集成大容量电池，需要进行充电，因此13.56MHz的天线在保存通信功能的同时，还需要实现对能量的接收并用于对电子标签进行充电。

出于充电效率的考虑，要求13.56MHz的天线的磁通量必须足够大，所以要求增加13.56MHz的天线的面积。而目前使用的电子标签，面积是有国家标准的，所以无法如图1所示，通过增加电子标签的尺寸使13.56MHz的天线与UHF天线（例如433MHz天线）像传统的电子标签那样布局在同一平面的不同区域，且UHF天线受频率限制又无法减小面积，因此在增加13.56MHz的天线的面积的同时，必然导致13.56MHz的天线与UHF天线的至少一部分在基板上下交叠设置。

薄型电子标签往往尺寸较小，且很薄（约1mm，业内可称为超薄），因此其内用于放置天线的基板也很薄（约0.2mm），通常将13.56MHz的天线与UHF天线交叠设置在0.2mm基板的上下两侧（如图1所示）时，13.56MHz的天线与UHF天线之间的间距只有0.2mm，间距过小，但这样的设计会使两个天线间收发信号相互干扰，影响电子标签的正常使用，尤其是对频率相对较高的UHF天线收发性能影响较大。

同样，在一些其他的应用中，为了减小设备尺寸，往往也会将设备内部的多个天线交叠设置，多个天线分别交叠设置在基板的两侧，且如果对设备的厚度要求比较严格的话，用于放置天线的基板往往很薄，从而使得分布在基板两侧的天线之间的间距较小，这样的设计会使多个天线间收发信号相互干扰，影响设备的正常使用。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种用于多义性路径识别的超薄复合通行卡及一种电子标签，能够减小电子标签内两个天线间的相互干扰，保证电子标签的正常使用。

第一方面，本实用新型实施例提供的用于多义性路径识别的超薄复合通行卡，包括：

基板，以及设置在所述基板上的充电电池、集成芯片、第一天线和第二天线；

所述基板两端呈U型弯折，所述第一天线与所述第二天线至少一部分在所述U型弯折部交叠设置，且所述第一天线与所述第二天线在交叠部分至少被两层所述基板隔开，或至少被一层所述基板和填充层隔开；

所述集成芯片与所述充电电池连接，所述集成芯片通过所述第一天线接收无线信号，对接收到的电能进行转换处理后输入所述充电电池实现充电；

所述集成芯片对所述第二天线进行收发控制。

进一步地，所述基板两端的U型弯折位于所述基板的同一面，或者所述U型弯折分别位于所述基板的两面。

进一步地，所述第一天线与所述第二天线在交叠部分至少被两层所述基板隔开具体为：所述第一天线的交叠部分、两层所述基板、所述第二天线的交叠部分依次层叠，或者所述第一天线的交叠部分、一层所述基板、所述填充层、另一层所述基板、所述第二天线的交叠部分依次层叠。

进一步地，所述第一天线与所述第二天线在交叠部分至少被一层所述基板和填充层隔开具体为：所述第一天线的交叠部分、一层所述基板、所述填充层、所述第二天线的交叠部分依次层叠。

优选地，所述基板厚度为0.1mm至0.4mm，所述电子标签的厚度为0.8mm至2mm。

优选地，所述填充材料的厚度为0.1mm至0.4mm。

优选地，所述第一天线的工作频率为13.56MHz，所述第二天线的工作在特高频UHF频段，所述第二天线封装朝向所述复合通行卡的正面，所述第一天线封装朝向所述复合通行卡的背面。

第二方面，本实用新型实施例提供的电子标签，包括：

基板，以及设置在所述基板上的充电电池、集成芯片、第一天线和第二天线；

所述基板两端呈U型弯折，所述第一天线与所述第二天线至少一部分在所述U型弯折部交叠设置，且所述第一天线与所述第二天线在交叠部分至少被两层所述基板隔开，或至少被一层所述基板和填充层隔开；

所述集成芯片与所述充电电池连接，所述集成芯片通过所述第一天线接收无线信号，对接收到的电能进行转换处理后输入所述充电电池实现充电；

所述集成芯片对所述第二天线进行收发控制。

进一步地，所述第一天线与所述第二天线在交叠部分至少被两层所述基板隔开具体为：所述第一天线的交叠部分、两层所述基板、所述第二天线的交叠部分依次层叠，或者所述第一天线的交叠部分、一层所述基板、所述填充层、另一层所述基板、所述第二天线的交叠部分依次层叠。

进一步地，所述第一天线与所述第二天线在交叠部分至少被一层所述基板和填充层隔开具体为：所述第一天线的交叠部分、一层所述基板、所述填充层、所述第二天线的交叠部分依次层叠。

从以上的技术方案可以看出，本实用新型实施例具有以下优点：

本实用新型实施例中，将电子标签内的基板两端设置呈U型弯折，将第一天线与第二天线至少一部分在U型弯折部交叠设置，且第一天线与第二天线在交叠部分至少被两层基板隔开，或至少被一层基板和填充层隔开，这样两天线之间的间距至少为两层基板的厚度，或者为一层基板的厚度与填充层的厚度之和，相较于现有的电子标签中天线的设计，本实用新型实施例增加了两个天线之间的距离，从而减小了两个天线之间的相互干扰，保证了电子标签的正常使用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有的电子标签中天线的结构示意图；

图2为本实用新型提供的用于多义性路径识别***的超薄可充电电子标签的结构示意图；

图3为本实用新型提供的一种多义性路径识别***的超薄可充电电子标签的天线分布图。

图4为本实用新型一个实施例提供的电子标签内天线的截面结构示意图；

图5为本实用新型另一实施例提供的电子标签内天线的截面结构示意图；

图6为本实用新型另一实施例提供的电子标签内天线的截面结构示意图；

图7为本实用新型另一实施例提供的电子标签内天线的截面结构示意图；

图8为本实用新型另一实施例提供的电子标签内天线的截面结构示意图；

图9为本实用新型另一实施例提供的电子标签内天线的截面结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

以下分别进行详细说明。

请参考图2，图2为本实用新型实施例提供的用于多义性路径识别的超薄可充电电子标签的结构示意图，需要说明的是，该电子标签也被称为复合通行卡。本实施例的电子标签200包括基板（图中未示出），以及设置在基板上的第一天线201、第二天线202、集成芯片203及充电电池204。

其中，本实用新型实施例中的基板两端呈U型弯折，第一天线201与第二天线202至少一部分在U型弯折部交叠设置，且第一天线201与第二天线202在交叠部分至少被两层基板隔开，或至少被一层基板和填充层隔开；

集成芯片203与充电电池204连接，集成芯片203通过第一天线201接收无线信号，对接收到的电能进行转换处理后输入充电电池204实现充电；集成芯片103还可对第一天线101进行收发控制。

集成芯片203对第二天线202进行收发控制。

另外，需要说明的是，本实施例提到的交叠指的是两天线之间有间距的交叠，交叠处两天线之间的距离为至少两层基板的厚度，或一层基板的厚度与填充层的厚度之和。

本实用新型实施例中，在卡片尺寸受限的情况下，为了增加第一天线101的磁通率以实现较好的充电效果，将复合通行卡内的第一天线101与第二天线102至少有一部分交叠设置，通过将电子标签内的基板两端设置呈U型弯折，将第一天线与第二天线至少一部分在U型弯折部交叠设置，且第一天线与第二天线在交叠部分至少被两层基板隔开，或至少被一层基板和填充层隔开，这样两天线之间的间距至少为两层基板的厚度，或者为一层基板的厚度与填充层的厚度之和，相较于现有的电子标签中天线的设计，本实用新型实施例增加了两个天线之间的距离，从而减小了两个天线之间的相互干扰，保证了电子标签的正常使用。

如图3所示的实施例中，电子标签内用于无线充电和近场通信的第一天线201与用于远场通信的第二天线202在A位置产生交叠，因此该电子标签的基板可在宽度方向的两端按以下方式弯折，使两个天线在交叠部分的距离加大。

具体实现中，电子标签内两天线在交叠部分至少被两层基板隔开的截面图可如图4至图7所示。

首先请参阅图4，图4中基板303的两端呈U型弯折，所述U型弯折位于基板303的同一面，第一天线301与第二天线302至少有一部分在基板303的U型弯折部交叠设置，第一天线201与第二天线202在交叠部分被两层基板303隔开，即两天线之间的距离为两层基板303的厚度。

另外，基板303两端的U型弯折也可以分别位于基板303的两面，即如图5所示，第一天线401与第二天线402至少有一部分在基板403的U型弯折部交叠设置，第一天线401与第二天线402在交叠部分被两层基板403隔开，两天线之间的距离还是两层基板的厚度。

为进一步增大两天线之间的距离，本实用新型实施例中，还可以在基板的U型弯折内设置填充层，具体请参见图6与图7。

图6中基板503两端的U型弯折朝向基板503的同一面，U行弯折内设置有填充层504，第一天线501与第二天线502之间的距离为两层基板503的厚度再加上填充层504的厚度。

图7中基板603两端的U型弯折分别朝向基板603的两面，U行弯折内设置有填充层604，第一天线601与第二天线602之间的距离同样为两层基板603的厚度再加上填充层604的厚度。

另外，对于电子标签内两天线在交叠部分被一层基板和填充层隔开的设计，具体实现中可参阅图8和图9。

图8中基板703的两端呈U型弯折，所述U型弯折位于基板703的同一面，U型弯折内设置有填充层704，第一天线701与第二天线702至少有一部分在基板703的U型弯折部交叠设置，第一天线701与第二天线702在交叠部分被一层基板703和填充层704隔开，即两天线之间的距离为一层基板703的厚度加上填充层704的厚度。

图9与图8的区别在于基板两端的U型弯折所处的位置不同，图8中，U型弯折分别位于基板803的两面，同样，两天线之间的距离为一层基板803的厚度加上填充层的厚度。

在上述设计中，基板厚度为0.1mm-0.4mm，填充材料的厚度可为0.1mm至0.4mm，而天线铜皮的厚度一般在17-35um，因此，这样的设计可以使电子标签的厚度维持在0.8mm-2mm，不会过多地增加电子标签的厚度，与现有技术中5mm的厚卡相比，达到了超薄的效果。

本实施例中，第二天线的工作频率要高于第一天线的工作频率，具体地，第一天线的工作频率可以为13.56MHz，第二天线可以工作在UHF频段，例如344MHz，UHF频段的频率为300MHz-3000MHz。

本实用新型实施例提供的这种电子标签，由于拉大了两天线之间的距离，因此减小了两天间的相互干扰，经试验测试，可以对工作频率较高的第二天线改善6dB的收发性能。另外，由于电子标签需要被放置在车辆上使用，而车辆上含有较多金属部件，电子标签的背面经常会与车辆上的金属部件接触，金属部件也会干扰天线的收发性能。尤其是当工作频率较高的天线置于工作频率较低的天线与金属面之间时，会严重影响工作频率较高的天线的收发性能。在本实施例中，由于第一天线的工作频率为13.56MHz，第二天线工作在特高频UHF频段（工作频率在300MHz-3000MHz），试验表明，当将第二天线置于第一天线与车辆的金属面之间时，会严重影响第二天线的收发性能，具体可将第二天线的收发性能弱化20dB以上，严重影响了电子标签的正常使用。

因此，在本实用新型实施例中，在进行封装时，可将工作频率较高的第二天线封装在电子标签的正面，对应地，将工作频率较低的第一天线封装在电子标签的背面，这样第二天线与车辆的金属面之间间隔有第一天线，就会减小车辆的金属面对第二天线的影响，试验表明，常规的方案将第二天线直接置于金属面上时，对第二天线性能的弱化在20dB以上，而本实用新型这样的设计使得金属面对第二天线性能的弱化仅在10dB左右，因此，进一步改善了第二天线的收发性能。

另外，本实用新型实施例还提供了一种薄形可充电电子标签，其可以但不限于用于多义性路径识别***，该电子标签与以上用于多义性路径识别***的电子标签结构相同，但通信信息、天线频率、天线形状及卡片厚度等可视具体情况进行设计，该超薄可充电电子标签可以灵活使用在银行、服务业、其他交通领域等，实现缴费或扣费管理、身份验证、信息传递等功能。

另外，需要说明的是，本实施例中提供的电子标签内的其他部件，例如基板的厚度、填充材料的厚度、天线的封装等设计可与前述实施例提供的用于多义性路径识别的超薄可充电电子标签内的对应部位设计相同，此处不再赘述。

以上对本实用新型所提供的用于多义性路径识别的超薄复合通行卡及一种电子标签进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种用于多义性路径识别的超薄复合通行卡，其特征在于，包括： 

基板，以及设置在所述基板上的充电电池、集成芯片、第一天线和第二天线； 

所述基板两端呈U型弯折，所述第一天线与所述第二天线至少一部分在所述U型弯折部交叠设置，且所述第一天线与所述第二天线在交叠部分至少被两层所述基板隔开，或至少被一层所述基板和填充层隔开； 

所述集成芯片与所述充电电池连接，所述集成芯片通过所述第一天线接收无线信号，对接收到的电能进行转换处理后输入所述充电电池实现充电； 

所述集成芯片对所述第二天线进行收发控制。 

2.根据权利要求1所述的复合通行卡，其特征在于，所述基板两端的U型弯折位于所述基板的同一面，或者所述U型弯折分别位于所述基板的两面。 

3.根据权利要求1所述的复合通行卡，其特征在于，所述第一天线与所述第二天线在交叠部分至少被两层所述基板隔开具体为：所述第一天线的交叠部分、两层所述基板、所述第二天线的交叠部分依次层叠或所述第一天线的交叠部分、一层所述基板、填充层、另一层所述基板、第二天线的交叠部分依次层叠。 

4.根据权利要求1所述的复合通行卡，其特征在于，所述第一天线与所述第二天线在交叠部分至少被一层所述基板和填充层隔开具体为：所述第一天线的交叠部分、一层所述基板、所述填充层、所述第二天线的交叠部分依次层叠。 

5.根据权利要求1至4中任一项所述的复合通行卡，其特征在于，所述基板厚度为0.1mm至0.4mm，所述复合通行卡的厚度为0.8mm至2mm。 

6.如权利要求5所述的复合通行卡，其特征在于，所述填充材料的厚度为0.1mm至0.4mm。 

7.如权利要求1至4中任一项所述的复合通行卡，其特征在于，所述第一天线的工作频率为13.56MHz，所述第二天线的工作在特高频UHF频段， 

所述第二天线封装朝向所述复合通行卡的正面，所述第一天线封装朝向所述复合通行卡的背面。 

8.一种超薄可充电电子标签，其特征在于，包括： 

基板，以及设置在所述基板上的充电电池、集成芯片、第一天线和第二天线； 

所述基板两端呈U型弯折，所述第一天线与所述第二天线至少一部分在所述U型弯折部交叠设置，且所述第一天线与所述第二天线在交叠部分至少被两层所述基板隔开，或至少被一层所述基板和填充层隔开； 

所述集成芯片与所述充电电池连接，所述集成芯片通过所述第一天线接收无线信号，对接收到的电能进行转换处理后输入所述充电电池实现充电； 

所述集成芯片对所述第二天线进行收发控制。 

9.如权利要求8所述的电子标签，其特征在于，所述第一天线与所述第二天线在交叠部分至少被两层所述基板隔开具体为：所述第一天线的交叠部分、两层所述基板、所述第二天线的交叠部分依次层叠，或者所述第一天线的交叠部分、一层所述基板、填充层、另一层所述基板、所述第二天线的交叠部分依次层叠。 

10.如权利要求8所述的电子标签，其特征在于，所述第一天线与所述第二天线在交叠部分至少被一层所述基板和填充层隔开具体为：所述第一天线的交叠部分、一层所述基板、所述填充层、所述第二天线的交叠部分依次层叠。