RU62723U1 - LABEL FOR RADIO FREQUENCY IDENTIFICATION OF OBJECTS - Google Patents

Abstract

Метка для радиочастотной идентификации объектов относится к радиотехнике и предназначена для радиочастотной идентификации объектов (товаров изделий конструкций и т.п.) различного назначения и получения о них различных сведений. Техническим результатом является повышение технологичности, снижение материалоемкости, уменьшение габаритных размеров. Достижение вышеуказанного технического результата обеспечивается тем, что метка для радиочастотной идентификации объектов содержит идентификационную микросхему и подключенную к ней микрополосковую антенну, содержащую нижний токопроводящий слой, верхний токопроводящий слой и размещенный между ними диэлектрический слой, причем идентификационная микросхема соединена своими выводами непосредственно с верхним и нижним токопроводящими слоями, комплексное сопротивление идентификационной микросхемы расположено в диапазоне (10÷30)-j(410÷430) Ом и согласовано с комплексным сопротивлением микрополосковой антенны в диапазоне 0,86÷0,9 ее резонансной частоты, причем рабочий диапазон частот метки составляет 865÷869,65 МГц.The label for radio-frequency identification of objects refers to radio engineering and is intended for radio-frequency identification of objects (goods of structural products, etc.) for various purposes and for obtaining various information about them. The technical result is to increase manufacturability, reduce material consumption, reduce overall dimensions. The achievement of the above technical result is ensured by the fact that the label for radio-frequency identification of objects contains an identification microcircuit and a microstrip antenna connected to it, comprising a lower conductive layer, an upper conductive layer and a dielectric layer located between them, the identification microcircuit being connected directly to the upper and lower conductive leads layers, the integrated resistance of the identification chip is located in the range (10 ÷ 30) -j (410 ÷ 430 ) Ohm and is consistent with the complex resistance of the microstrip antenna in the range of 0.86 ÷ 0.9 of its resonant frequency, and the working frequency range of the mark is 865 ÷ 869.65 MHz.

Description

Полезная модель относится к радиотехнике и предназначена для радиочастотной идентификации объектов (товаров, изделий, конструкций и т.п.) различного назначения и получения о них различных сведений.The utility model relates to radio engineering and is intended for radio-frequency identification of objects (goods, products, structures, etc.) for various purposes and for obtaining various information about them.

Известна метка радиочастотной идентификации объектов, содержащая идентификационную микросхему и соединенную с ней антенну, выполненную в виде двух симметричных пластинчатых элементов (патент US 6,147,606 G 08 B 13/14, опубл. 14.11.2000).A known label for radio-frequency identification of objects containing an identification chip and an antenna connected to it, made in the form of two symmetrical plate elements (patent US 6,147,606 G 08 B 13/14, publ. 14.11.2000).

Недостаток данного устройства заключается в том, что при его размещении на металлической поверхности значительно уменьшается дистанция считывания.The disadvantage of this device is that when it is placed on a metal surface, the reading distance is significantly reduced.

Наиболее близким к заявленной полезной модели является устройство радиочастотной идентификации объектов по патенту US 6,215,402 G 08 B 13/14, опубл. 10.04.2001 г.Closest to the claimed utility model is a device for radio-frequency identification of objects according to the patent US 6,215,402 G 08 B 13/14, publ. 04/10/2001

Устройство-прототип содержит идентификационную микросхему и подключенную к ней микрополосковую антенну, содержащую нижний токопроводящий слой, верхний токопроводящие слой и размещенный между ними диэлектрический слой.The prototype device contains an identification microcircuit and a microstrip antenna connected to it, comprising a lower conductive layer, an upper conductive layer and a dielectric layer disposed between them.

Данное устройство представляет собой конструкцию со значительным увеличением направленности. Метки такого рода предназначены, в том числе, для размещения на металлических поверхностях.This device is a design with a significant increase in directivity. Labels of this kind are intended, inter alia, for placement on metal surfaces.

Недостатком прототипа является наличие схемы согласования комплексного сопротивления, расположенной между идентификационной микросхемой и The disadvantage of the prototype is the availability of matching complex resistance, located between the identification chip and

микрополосковой антенной. Производство меток, содержащих схему согласования сложно, а материалоемкость и габариты их относительно велики.microstrip antenna. The production of labels containing a matching scheme is difficult, and their material consumption and dimensions are relatively large.

При разработке заявляемой полезной модели поставлена задача создать простую в изготовлении и компактную метку радиочастотной идентификации объектов, предназначенную для размещения на металлических поверхностях. При разработке заявляемой полезной модели поставлена также задача расширить арсенал технических средств радиочастотной идентификации объектов.When developing the claimed utility model, the task was to create an easy-to-manufacture and compact RFID identification tag for objects intended for placement on metal surfaces. When developing the claimed utility model, the task was also to expand the arsenal of technical means of radio-frequency identification of objects.

Технический результат - повышение технологичности, снижение материалоемкости, уменьшение габаритных размеров.The technical result is an increase in manufacturability, a decrease in material consumption, a decrease in overall dimensions.

Заявленная метка для радиочастотной идентификации объектов содержит идентификационную микросхему и подключенную к ней микрополосковую антенну, содержащую нижний токопроводящий слой, верхний токопроводящий слой и размещенный между ними диэлектрический слой.The claimed label for radio-frequency identification of objects contains an identification microcircuit and a microstrip antenna connected to it, comprising a lower conductive layer, an upper conductive layer and a dielectric layer disposed between them.

Заявленная метка отличается от прототипа тем, что идентификационная микросхема соединена своими выводами непосредственно с верхним и нижним токопроводящим слоям. В заявленной конструкции не используется схема согласования, т.к. согласование достигается путем подбора геометрических размеров антенны, при которых комплексное сопротивление идентификационной микросхемы и комплексное сопротивление антенны может быть согласовано на частоте, находящейся в диапазоне 0,86÷0,9 резонансной частоты.The claimed label differs from the prototype in that the identification chip is connected with its findings directly to the upper and lower conductive layers. In the claimed design does not use a matching scheme, because coordination is achieved by selecting the geometric dimensions of the antenna, at which the complex resistance of the identification chip and the complex resistance of the antenna can be matched at a frequency in the range of 0.86 ÷ 0.9 of the resonant frequency.

Идентификационная микросхема, присоединенная непосредственно к антенне метки, имеет комплексное сопротивление Z_ис=(10÷30)-j(410÷430) Ом, состоящее из активной части R_ис и реактивной части Х_ис. Согласование и, благодаря ему, максимально эффективная передача мощности из антенны в идентификационную микросхему достигаются при условии, что комплексное сопротивление идентификационной микросхемы Z_ис и антенны Z_А являются комплексно-сопряженными Z_ис=Z*_А. График зависимости активной R_А и реактивной Z_А части сопротивления антенны от частоты показан на Фиг 3.The identification microcircuit connected directly to the tag antenna has a complex resistance Z _IS = (10 ÷ 30) -j (410 ÷ 430) Ohm, consisting of the active part R _IS and the reactive part X _IS . The coordination and, thanks to it, the most efficient transfer of power from the antenna to the identification chip is achieved provided that the integrated resistance of the identification chip Z _is and the antennas Z _A are complex conjugate Z _is = Z * _A. A graph of the active R _A and reactive Z _A parts of the antenna resistance versus frequency is shown in FIG. 3.

Диапазон частоты согласования 0,86÷0,9 резонансной частоты определен экспериментально. Зависимость модуля коэффициента отражения от частоты показана на фиг.2. Частотный диапазон согласования антенны метки с идентификационной The frequency range of matching 0.86 ÷ 0.9 of the resonant frequency is determined experimentally. The dependence of the modulus of the reflection coefficient on the frequency shown in figure 2. Frequency range matching antenna tags with identification

микросхемой ограничен частотами, на которых коэффициент отражения не превышает -20 дБ, что соответствует современным условиям использования меток.the chip is limited to frequencies at which the reflection coefficient does not exceed -20 dB, which corresponds to modern conditions for the use of labels.

Диапазон согласования по уровню коэффициента отражения не более -20 дБ лежит в пределах 846÷886 МГц, что при резонансной частоте антенны, равной 982 МГц составляет 0,86÷0,9 резонансной частоты. Рабочий диапазон частот метки находится в пределах диапазона согласования, а коэффициент отражения в диапазоне рабочих частот метки не превышает -33 дБ.The matching range in terms of reflection coefficient of not more than -20 dB lies within 846 ÷ 886 MHz, which with a resonant frequency of the antenna equal to 982 MHz is 0.86 ÷ 0.9 of the resonant frequency. The working frequency range of the mark is within the matching range, and the reflection coefficient in the working frequency range of the mark does not exceed -33 dB.

При изменении сопротивления идентификационной микросхемы в пределах Z_ис=(10÷20)-j(410÷430) коэффициент отражения в диапазоне 0,86÷0,9 резонансной частоты не превышает -20 дБ, таким образом частотный диапазон согласования интегральной схемы, имеющей комплексное сопротивление в пределах Z_ис=(10÷30)-j(410÷430) с сопротивлением антенны по уровню коэффициента отражения -20 дБ составляет 0,86÷0,9 резонансной частоты.When the resistance change of the identification chip within Z _uc = (10 ÷ 20) -j (410 ÷ 430) reflection coefficient in the range 0.9 ÷ 0.86 of the resonant frequency is less than -20 dB, thus frequency band matching of the integrated circuit, having the complex resistance within Z _is = (10 ÷ 30) -j (410 ÷ 430) with the antenna resistance in terms of a reflection coefficient of -20 dB is 0.86 ÷ 0.9 of the resonant frequency.

Заявленная метка предназначена для работы в предусмотренном европейскими стандартами ETSI EN 300-220, ETSI EN 302-208 диапазоне частот 865÷869,65 МГц.The claimed label is designed to work in the frequency range 865 ÷ 869.65 MHz provided for by the European standards ETSI EN 300-220, ETSI EN 302-208.

Перечень фигур чертежейList of drawings

Фиг.1 - Метка для радиочастотной идентификации объектов;Figure 1 - Label for radio-frequency identification of objects;

Фиг.2 - График зависимости модуля коэффициента отражения от частоты;Figure 2 - Graph of the dependence of the coefficient of reflection coefficient on frequency;

Фиг.3 - График зависимости активной и реактивной части сопротивления антенны от частоты.Figure 3 - Graph of the active and reactive parts of the resistance of the antenna from frequency.

Осуществление полезной моделиUtility Model Implementation

Метка для радиочастотной идентификации объектов представлена на фиг.1. Метка содержит слой 1 из вспененного диэлектрического материала, выполненные из медной клейкой ленты DK-101 верхний 2 и нижний 3 токопроводящие слои и идентификационную микросхему Philips UCODE 4. Выводы 5 идентификационной микросхемы 4 припаяны к токопроводящим слоям 2, 3.The label for radio-frequency identification of objects is presented in figure 1. The label contains a layer 1 of foamed dielectric material made of copper adhesive tape DK-101 upper 2 and lower 3 conductive layers and an identification chip Philips UCODE 4. Conclusions 5 of the identification chip 4 are soldered to the conductive layers 2, 3.

Рабочий диапазон частот метки 865÷869,65 МГц (стандарты ETSI EN 300-220, ETSI EN 302-208).Label operating frequency range 865 ÷ 869.65 MHz (ETSI EN 300-220, ETSI EN 302-208 standards).

Комплексные сопротивления микросхемы и антенны согласованы на рабочей частоте 868 МГц. Резонансная частота составляет 982 МГц.The integrated resistances of the microcircuit and antenna are matched at an operating frequency of 868 MHz. The resonant frequency is 982 MHz.

Комплексное сопротивление идентификационной микросхемы Z_ис=12-j422 Ом.The integrated resistance of the identification chip Z _is = 12-j422 Ohms.

Комплексное сопротивление антенны Z_А=23+j419 Ом.The complex resistance of the antenna Z _A = 23 + j419 Ohms.

Размеры метки: длина 152 мм, ширина 20 мм, высота 10 мм.Label dimensions: length 152 mm, width 20 mm, height 10 mm.

Для изготовления заявленного устройства необходимы только ножницы и паяльник. В то время, как метка-прототип изготавливается в промышленных условиях, позволяющих осуществить операцию химического травления.For the manufacture of the claimed device, only scissors and a soldering iron are needed. At the same time, as a prototype tag is made in industrial conditions, allowing the operation of chemical etching.

Метка работает следующим образом.The label works as follows.

В целях обеспечения идентификации объектов, содержащих металлические поверхности, заинтересованная сторона, например производитель товара или торговая организация, снабжает каждый объект (товар, изделие, конструкцию и т.п.) меткой радиочастотной идентификации при его производстве, или при его передаче в торгующую организацию, или при его реализации.In order to ensure the identification of objects containing metal surfaces, an interested party, such as a manufacturer of goods or a trade organization, supplies each object (product, product, construction, etc.) with a radio frequency identification tag during its manufacture, or when it is transferred to a trading organization, or at its implementation.

Микрополосковая антенна обеспечивает прием сигнала от устройства считывания и обратную передачу индивидуальной информации, содержащейся в идентификационной микросхеме, на расстоянии до 10 метров при использовании считывающего модуля мощностью 2 Вт и присоединенной к нему антенны с круговой поляризацией и коэффициентом усиления 8 дБ. При выходе за границы диапазона согласования наблюдается уменьшение дистанции считывания более, чем в два раза, что не позволяет использовать метку в современных системах идентификации.The microstrip antenna provides the reception of a signal from the reader and the reverse transmission of individual information contained in the identification chip at a distance of 10 meters when using a 2 W reading module and an antenna with circular polarization and a gain of 8 dB connected to it. When you go beyond the limits of the matching range, there is a decrease in the reading distance by more than two times, which does not allow the use of the tag in modern identification systems.

При изменении реальной и мнимой части комплексного сопротивления идентификационной микросхемы в заявленном диапазоне, коэффициент отражения не превышает -20 Дб. При выходе за указанный интервал, в виду ухудшения согласования, коэффициент отражения превышает величину -20 Дб, что также не позволяет использовать метку в современных системах идентификации.When changing the real and imaginary part of the integrated resistance of the identification chip in the claimed range, the reflection coefficient does not exceed -20 dB. When going beyond the specified interval, in view of the deterioration of coordination, the reflection coefficient exceeds -20 dB, which also does not allow the use of the label in modern identification systems.

Claims (1)

Метка для радиочастотной идентификации объектов, содержащая идентификационную микросхему и подключенную к ней микрополосковую антенну, содержащую нижний токопроводящий слой, верхний токопроводящий слой и размещенный между ними диэлектрический слой, отличающаяся тем, что идентификационная микросхема соединена своими выводами непосредственно с верхним и нижним токопроводящими слоями, комплексное сопротивление идентификационной микросхемы расположено в диапазоне (10÷30)-j(410÷430) Ом и согласовано с комплексным сопротивлением микрополосковой антенны в диапазоне 0,86÷0,9 ее резонансной частоты, причем рабочий диапазон частот метки составляет 865÷869,65 МГц.

Label for radio-frequency identification of objects, containing an identification microcircuit and a microstrip antenna connected to it, containing a lower conductive layer, an upper conductive layer and a dielectric layer placed between them, characterized in that the identification microcircuit is connected directly to the upper and lower conductive layers by its terminals, complex resistance identification microcircuit is located in the range (10 ÷ 30) -j (410 ÷ 430) Ohms and is consistent with the integrated resistance of the microbands antenna in the range of 0.86 ÷ 0.9 of its resonant frequency, and the operating frequency range of the label is 865 ÷ 869.65 MHz.