一种超薄抗弯折电子标签.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103927579 A (43)申请公布日 2014.07.16 CN 103927579 A (21)申请号 201310263303.8 (22)申请日 2013.06.27 201320015675.4 2013.01.11 CN G06K 19/077(2006.01) (71)申请人 深圳市金溢科技股份有限公司 地址 518057 广东省深圳市南山区科苑路清 华信息港研发楼 A 栋 12 层 (72)发明人 梁国标 周青呈 李欣 (74)专利代理机构 深圳鼎合诚知识产权代理有 限公司 44281 代理人 陈俊斌 (54) 发明名称 一种超薄抗弯折电子标签 (。

2、57) 摘要 本发明公开了一种超薄抗弯折电子标签， 包 括标签 IC、 收发天线模块、 薄膜太阳能电池、 充电 管理模块和薄膜电池， 标签 IC 和收发天线模块电 连接， 薄膜太阳能电池与充电管理模块电连接， 充 电管理模块与薄膜电池电连接， 薄膜电池与标签 IC 电连接。由于电子标签采用薄膜太阳能电池和 可循环充放电的薄膜电池作为电源， 二者都具有 超薄厚度， 制作时都采用柔软基材， 具有良好的抗 弯折和抗弯曲性能， 因而， 使得本发明中电子标签 厚度大大减小， 且具有可弯折的良好性能。同时， 由于薄膜电池在进行循环充放电时， 充电管理模 块在对其循环充放电性能进行调节的同时， 还对 其进行。

3、过充或过放保护， 使得本发明的电子标签 的使用寿命大大增长， 实用性更强。 (66)本国优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 10 页 附图 9 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书10页 附图9页 (10)申请公布号 CN 103927579 A CN 103927579 A 1/2 页 2 1.一种超薄抗弯折电子标签， 包括标签IC和收发天线模块， 所述标签IC和收发天线模 块电连接， 其特征在于， 还包括薄膜太阳能电池、 充电管理模块和薄膜电池， 所述薄膜太阳 能电池与所述充电管理模块电连接， 所述充电管理模块与。

4、所述薄膜电池电连接， 所述薄膜 电池与所述标签 IC 电连接。 2. 如权利要求 1 所述的电子标签， 其特征在于， 所述薄膜电池具体为固态薄膜电池。 3. 如权利要求 2 所述的电子标签， 其特征在于， 所述固态薄膜电池还与所述收发天线 模块电连接。 4. 如权利要求 3 所述电子标签， 其特征在于， 所述固态薄膜电池包括薄膜电容， 所述薄 膜电容与所述标签 IC 和所述收发天线模块分别电连接。 5. 如权利要求 4 所述的电子标签， 其特征在于， 所述收发天线模块包括天线和电磁波 收发处理单元， 所述天线与所述电磁波收发处理单元电连接， 所述电磁波收发处理单元分 别与所述标签 IC 和固态。

5、薄膜电池电连接。 6.如权利要求5所述的电子标签， 其特征在于， 还包括基板 （601） ， 所述标签IC、 收发天 线模块、 薄膜太阳能电池、 充电管理模块和薄膜电池都集成在所述基板 （601） 上 ； 所述基板 （601） 上具有通孔， 沿所述通孔的边缘向孔外还延伸有划痕线。 7. 如权利要求 6 所述的电子标签， 其特征在于， 所述通孔为方形通孔 （602） ， 所述方形 通孔 （602） 的每条边的延伸方向都刻有划痕线 （6021） 。 8. 如权利要求 7 所述的电子标签， 其特征在于， 所述基板 （601） 还具有复数个直角三角 形通孔 （605） ， 所述直角三角形通孔 （605。

6、） 的第一直角边为所述划痕线 （6021） ， 第二直角边 与垂直于所述划痕线的方形通孔 （602） 的一边长叠合 ； 所述方形通孔 （602） 与所述直角三 角形通孔 （605） 在二者的叠合处相通。 9. 如权利要求 6-8 中任一项所述的电子标签， 其特征在于， 所述天线包括 ： 基础部 （101） ： 所述基础部 （101） 包括涂覆于所述基板 （601） 其中一面的金属辐射体 层 ； 所述金属辐射体层具有使所述基板 （601） 的被涂覆位置部分暴露的槽隙结构， 所述槽 隙结构包括横向槽隙 （1031） ； 分别从所述基础部 （101） 上两位置处生长而出的弯折部 ： 所述弯折部包括长。

7、度相同、 高度相异且处于所述横向槽隙 （1031） 的横向轴向延伸线同侧的第一弯折部 （1021） 和第二 弯折部 （1022） ； 所述第一弯折部 （1021） 和第二弯折部 （1022） 相向抱拢。 10. 如权利要求 9 所述的电子标签， 其特征在于， 所述槽隙结构还包括一纵向槽隙 （1032） ， 与所述横向槽隙 （1031） 连通， 构成一 “L” 型槽隙结构 ； 或， 与所述横向槽隙 （1031） 连通， 构成一倒置 “T” 型槽隙结构。 11. 如权利要求 9 所述的电子标签， 其特征在于， 所述槽隙结构还包括二个纵向槽隙， 二者与所述横向槽隙 （1031） 连通， 构成一倒置 。

8、“” 型槽隙结构。 12.如权利要求9所述的电子标签， 其特征在于， 所述第一弯折部 （1021） 呈倒置 “L” 型 ； 所述第二弯折部 （1022） 呈倒置的反 “L” 型。 13. 如权利要求 9 所述的电子标签， 其特征在于， 所述基础部 （101） 呈矩形 ； 所述横向 槽隙 （1031） 平行所述矩形基础部 （101） 的长边设置 ； 所述第一弯折部 （1021） 和第二弯折部 （1022） 分别从所述矩形基础部 （101） 的长边的两端生长而出， 并处于所述长边的同侧。 14. 如权利要求 13 所述的电子标签， 其特征在于， 所述矩形基础部 （101）的长度为 权 利 要 求 。

9、书 CN 103927579 A 2 2/2 页 3 59 63mm， 所述矩形基础部 （101） 的宽度与所述第一弯折部 （1021） 的高度之和为 19 23mm， 所述矩形基础部 （101） 的宽度与所述第二弯折部 （1022） 的高度之和为 28 32mm， 所 述第一弯折部 （1021） 的水平长度为2024mm， 所述第二弯折部 （1022） 的水平长度为13 17mm。 权 利 要 求 书 CN 103927579 A 3 1/10 页 4 一种超薄抗弯折电子标签 技术领域 0001 本发明涉及智能交通管理领域， 具体涉及一种超薄抗弯折电子标签。 背景技术 0002 RFID（R。

10、adio Frequency Identification， 即无线射频识别） 系统在商业供应链 系统、 物流管理、 不停车自动收费系统、 车辆管理和铁路列车自动识别系统等有着广泛的应 用。 0003 现有技术中， RFID 系统中的 RFID 电子标签主要为被动式电子标签。如说明书附 图图 1 所示， 为被动式电子标签， 被动式电子标签内部没有设置电源， 其内部的集成电路需 要通过接收到的电磁波的能量进行驱动， 以使其工作， 这些电磁波是由 RFID 读写器 （射频 识别读写器） 发出的， 当被动式电子标签接收到的电磁波能量足够强时， 可以向RFID读写器 发出数据。 0004 以上类型的电。

11、子标签具有以下缺点 ： RFID 领域使用的被动式电子标签， 由于其内 不设置电源， 只有在被动式电子标签接收到足够强能量的电磁波时， 才可以向 RFID 读写器 发出数据， 导致电子标签的使用范围受到很大程度的限制， 降低其实用性， 且该类电子标签 在使用过程中， 不能随意弯折和弯曲。 发明内容 0005 针对上述现有技术的缺陷， 本发明提供一种超薄抗弯折电子标签。本发明采用的 技术方案为 ： 0006 本发明提供一种超薄抗弯折电子标签， 所述电子标签包括标签 IC 和收发天线模 块， 所述标签 IC 和收发天线模块电连接， 还包括薄膜太阳能电池、 充电管理模块和薄膜电 池， 所述薄膜太阳能。

12、电池与所述充电管理模块电连接， 所述充电管理模块与所述薄膜电池 电连接， 所述薄膜电池与所述标签 IC 电连接。 0007 本发明的有益效果是 ： 本实施例中的电子标签采用薄膜太阳能电池和可循环充放 电的薄膜电池作为标签 IC 的供电电源， 由于薄膜太阳能电池和薄膜电池都具有超薄厚度， 制作时都采用柔软基材， 具有良好的抗弯折和抗弯曲性能， 因而， 使得本发明中的电子标签 厚度大大减小， 并且具有可弯折和可弯曲的良好性能。 同时， 由于本发明中的电子标签采用 的薄膜电池可进行循环的充放电过程， 在电子标签内还设有充电管理模块， 充电管理模块 能对薄膜电池的循环充放电性能进行调节， 并同时对薄膜。

13、电池进行过充或过放保护， 使得 本发明中的电子标签的使用寿命大大增长， 具有更强的实用性。 附图说明 0008 图 1 为现有技术中被动式电子标签的结构示意图 ； 0009 图 2 为实施例中半主动式电子标签的结构示意图 ； 0010 图 3 为实施例中主动式电子标签的结构示意图 ； 说 明 书 CN 103927579 A 4 2/10 页 5 0011 图 4 为实施例三中微带贴片天线的结构示意图 ； 0012 图 5 为实施例三中偶极子天线的结构示意图之一 ； 0013 图 6 为实施例三中偶极子天线的结构示意图之二 ； 0014 图 7 为实施例三中偶极子天线的结构示意图之三 ； 00。

14、15 图 8 为本发明实施例一中的一种超薄抗弯折电子标签的结构示意图 ； 0016 图 9 为本发明实施例二中的一种超薄抗弯折电子标签的结构示意图 ； 0017 图 10 为本发明实施例一中充电电路的示意图 ； 0018 图 11 为本发明实施例一中保护电路的示意图 ; 0019 图 12 为本发明中实施例三中电子标签内的天线的结构示意图 ； 0020 图 13 为本发明中实施例三中电子标签的结构框图 ； 0021 图 14 为本发明中实施例三中电子标签的结构示意图 ； 0022 图 15 为本发明中实施例三中电子标签内的天线在水平面的辐射方向图 ； 0023 图 16 为本发明中实施例三中电。

15、子标签内的天线在垂直面的辐射方向图 ； 0024 图 17 为本发明实施例六中电子标签的防拆设计示意图之一 ； 0025 图 18 为本发明实施例六中电子标签的防拆设计示意图之二。 具体实施方式 0026 下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。 0027 随着 RFID 领域的逐渐发展， 新型的半主动式 （也称作半被动） 电子标签和主动式 电子标签开始使用于智能交通领域。如说明书附图图 2 所示， 为半主动式电子标签， 半主动 式电子标签类似于被动式电子标签， 和被动式电子标签所不同的是， 在半主动式电子标签 的内部， 设置了一个小型电池， 电池的电力可以驱动半主动式电子标签内。

16、的标签 IC（标签 Integrated Circuit， 即标签集成电路） ， 使得标签IC处于工作状态， 这样的好处在于， 天线 接收到的电磁波能量可以不需要驱动标签 IC， 而是充分作为回传信号之用， 比起被动式电 子标签， 半主动式电子标签有更快的反应速度， 更好的效率。如图 3 所示， 为主动式电子标 签， 主动式电子标签本身具有内部电源供应器， 用以为驱动标签 IC 提供所需电源， 以产生 对外的讯号。 0028 上述两种类型的电子标签仍存在下述问题 ： 0029 （1） RFID 领域使用的主动式或者半主动式电子标签， 其内设置的电源一般不具备 充电功能， 电子标签的使用寿命受到。

17、电池容量的约束。 0030 （2） RFID 领域使用的主动式或者半主动式电子标签， 虽然内部都设置有电源， 但由 于选用的电源一般都为一次性电池， 使用寿命短， 且使得半被动电子标签和主动式电子标 签不能随意弯折、 弯曲。 0031 （3） RFID 领域使用的主动式或者半主动式电子标签， 一般使用不可充电、 尺寸和容 量较大的一次性电池， 导致电子标签厚度大、 重量大且体积大， 降低了电子标签的可用性。 0032 基于上述构思， 本发明提供一种超薄抗弯折电子标签。 0033 实施例一 0034 请参考图 8， 本实施例提供一种超薄抗弯折电子标签， 电子标签的薄膜电池在本实 施例中优选为固态。

18、薄膜电池 13， 该电子标签为主动式电子标签， 其组成结构包括 ： 薄膜太 说 明 书 CN 103927579 A 5 3/10 页 6 阳能电池 11、 充电管理模块 12、 固态薄膜电池 13、 标签 IC14 和收发天线模块 17。薄膜太阳 能电池 11 与充电管理模块 12 电连接， 充电管理模块 12 与固态薄膜电池 13 电连接， 固态薄 膜电池 13 分别与标签 IC14 和收发天线模块 17 电连接， 为标签 IC14 和收发天线模块 17 的 正常工作供电， 标签 IC14 与收发天线模块 17 电连接。该电子标签还包括基板 601， 薄膜太 阳能电池11、 充电管理模块1。

19、2、 固态薄膜电池13、 标签IC14和收发天线模块17都集成在基 板 601 上。 0035 进一步地， 收发天线模块17包括电磁波收发处理单元15和天线16， 电磁波收发处 理单元 15 和天线 16 电连接， 电磁波收发处理单元 15 分别与固态薄膜电池 13 和标签 IC14 电连接， 固态薄膜电池 13 为标签 IC14 和电磁波收发处理单元 15 的正常工作供电。 0036 本实施例中， 电磁波收发处理单元 15 包括接收子单元 1502、 发射子单元 1501 和 本振子单元 1503， 接收子单元 1502 的输入端通过射频开关分别与天线 16 和固态薄膜电池 13的输出端相接。

20、， 输出端与标签IC14的输入端相接， 发射子单元1501的输入端分别与标签 IC14 和固态薄膜电池 13 的输出端相接， 输出端通过射频开关与天线 16 相接， 本振子单元 1503 的输出端分别与接收子单元和发射子单元相接， 本振子单元 1503 为本振信号源， 作用 是为接收子单元 1502 和发射子单元 1501 提供一个的基准频率。其中， 接收子单元 1502 包 括第一滤波器、 第一放大器、 混频器， 第二滤波器和第二放大器， 第一滤波器、 第一放大器、 混频器， 第二滤波器和第二放大器依次电连接， 第一滤波器的输入端通过射频开关与天线 16 相接， 第二放大器的输出端与标签 I。

21、C14 的输入端相接， 混频器的输入端还与本振子单元 的输出端相接， 第一放大器和第二放大器的输入端分别与固态薄膜电池 13 的输出端相接， 固态薄膜电池 13 通过第一放大器和第二放大器为接收子单元 1502 的正常工作供电 ； 发射 子单元 1501 包括第四滤波器、 调制器、 第三放大器和第三滤波器， 第四滤波器、 调制器、 第 三放大器和第三滤波器依次电连接， 第四滤波器的输入端与标签 IC14 的输出端相接， 第三 放大器的输入端还与固态薄膜电池 13 的输出端相接， 固态薄膜电池 13 通过第三放大器为 发射子单元1501的正常工作供电， 第三滤波器的输出端通过射频开关与天线16相。

22、接， 调制 器的输入端与本振子单元 1503 的输出端相接。 0037 本实施例中的超薄抗弯折电子标签的工作方式如下 ： 0038 薄膜太阳能电池 11 从外界获取太阳光能量， 并将光能转换为电能， 后将电能输给 充电管理模块12 ； 充电管理模块12， 从薄膜太阳能电池11获取到电能后先对其进行稳压控 制， 形成一定电压和电流的直流电， 后给固态薄膜电池 13 供电， 并按照固态薄膜电池 13 的 性能需要， 对固态薄膜电池 13 的充电电压和充电电流等进行控制， 并对充放电过程进行准 确控制， 如对固态薄膜电池13的充电电压进行检测、 对固态薄膜电池13进行过充或过放保 护等， 从而大大延。

23、长固态薄膜电池 13 的使用寿命 ； 固态薄膜电池 13， 从充电管理模块 12 获 取电能， 并进行电能存储， 给标签 IC14 和电磁波收发处理单元 15 进行供电， 外部能源的输 入和固态薄膜电池 13 本身储存的一定能量 , 加上低功耗标签 IC 的设计 , 使得电子标签有 持续不断地的电量供应 , 大大提高了电子标签的使用寿命， 其中， 充电管理模块 12 对固态 薄膜电池 13 的充电及过充或过放保护功能通过图 10 和 11 实现， 其中充电电路由稳压器件 和二极管组成,保护电路由检测IC和控制开关组成， 充电电路保证了太阳能进来后可输出 一定的电压和电流， 能储存到固态薄膜电池。

24、13中， 而保护电路则通过检测IC检测固态薄膜 电池 13 的电压， 通过控制开关来避免固态薄膜电池 13 的过充或过放， 另外， 保护电路可根 说 明 书 CN 103927579 A 6 4/10 页 7 据实际的器件特性和设计需要， 在有些时候中也可省略， 即充电管理模块 12 中不包含保护 电路， 也不影响电子标签的实际工作性能。天线 16 接收到外部读写器发出的电磁波后， 经 过电磁波收发处理单元 15 的处理后， 处理后的电磁波进入标签 IC14 ； 标签 IC14 收到并验 证协议数据后， 根据协议回应电磁波信号， 回应的电磁波信号经过电磁波收发处理单元 15 处理， 最后通过天。

25、线 16 发送该电磁波。本实施例中， 作为优选的特列， 固态薄膜电池 13 也 可以是具有同等功能的薄膜电容等器件。 0039 该实施例中， 充电管理模块12、 标签IC14和收发天线模块17都可利用现有技术来 实现上述对应功能。 0040 薄膜太阳能电池具有以下优良特性 :（1）具有超薄厚度， 封装总厚度可低至 0.3mm， 优选范围为0.40.7mm ；（2） 采用柔性基材和新型薄膜材料和新型多种金属复合化 合物半导体材料， 具有重量轻、 抗弯折 / 弯曲性能好 ；（3） 光电性能稳定、 衰减率低 , 转化效 率高， 且重量轻 , 输出功率高。 0041 固态薄膜电池采用固态电解质， 使用。

26、溅射镀膜、 气相沉积等工艺制作， 具有以下 优良特性 :（1） 高温性能良好， 工作温度可达 -40 80 ；（2） 可制作成超薄厚度， 低至 0.15mm， 优选范围为 0.2 0.5mm ；（3） 采用柔性基材和封装材料， 抗弯折、 弯曲性能极好 ； （4） 能量密度高 ;（5） 循环充放电使用寿命长， 深度充放电循环达 2000 次， 浅度充放电循 环可达 10000 次 ；（6） 自放电率低 ；（7） 工作过程中基本不产气， 无形变 ；（8） 安全性良好 ； （9） 使用年限长， 一般可达 5 10 年。 0042 本实施例中的一种超薄抗弯折电子标签为主动式电子标签， 采用上述薄膜太阳。

27、能 电池 11 和可循环充放电的固态薄膜电池 13 作为标签 IC14 和电磁波收发处理单元 15 的供 电电源时， 由于薄膜太阳能电池 11 和固态薄膜电池 13 具有上述优良特性， 超薄厚度， 制作 时采用柔软基材， 具有良好的抗弯折和抗弯曲性能， 因而， 使得本实施例中的主动式电子标 签厚度大大减小， 并且具有可弯折和可弯曲的性能。 同时， 由于本实施例中的主动式电子标 签采用的固态薄膜电池 13 可进行循环的充放电过程， 在其内还设有充电管理模块 12， 能对 固态薄膜电池 13 的循环充放电性能进行调节， 并同时对固态薄膜电池 13 进行过充或过放 保护， 使得本实施例中的主动式电子。

28、标签的使用寿命大大增长， 实用性更强。 0043 实施例二 0044 请参考图 9， 本实施例提供一种超薄抗弯折电子标签， 电子标签的薄膜电池在本实 施例中优选为固态薄膜电池 23， 该电子标签为半主动式电子标签， 其组成结构包括 ： 薄膜 太阳能电池 21、 充电管理模块 22、 固态薄膜电池 23、 标签 IC24 和收发天线模块 25。薄膜太 阳能电池 21 与充电管理模块 22 电连接， 充电管理模块 22 与固态薄膜电池 23 电连接， 固态 薄膜电池 23 与标签 IC24 电连接， 为标签 IC24 的正常工作供电， 标签 IC24 与收发天线模块 25 电连接。该电子标签还包括。

29、基板 601， 薄膜太阳能电池 21、 充电管理模块 22、 固态薄膜电 池 23、 标签 IC24 和收发天线模块 25 都集成在基板 601 上。 0045 进一步地， 收发天线模块25包括电磁波收发处理单元27和天线26， 电磁波收发处 理单元 27 与天线 26 电连接， 电磁波收发处理单元 27 还与标签 IC24 电连接， 固态薄膜电池 23 与标签 IC24 电连接， 为标签 IC24 的正常工作供电。天线 26 接收到的电磁波后， 使用接 收到的电磁波的能量作为回应电磁波信号所需的能量， 该能量不再需要驱动标签 IC24。 0046 本实施例中的电磁波收发处理单元 27 包括充。

30、放电子单元 271 和放大子单元 272， 说 明 书 CN 103927579 A 7 5/10 页 8 充放电子单元 271 的输出端与标签 IC24 的输入端相接， 输入端与天线 26 相接， 放大子单元 272 的输入端与标签 IC24 的输出端相接， 输出端与天线 26 相接。其中， 充放电子单元 271 包括二极管和充放电电容， 放大子单元 272 包括场效应管， 二极管与充放电电容的共接点 与标签 IC24 输入端连接， 场效应管的栅极与标签 IC24 的输出端相接， 源极与天线 26 相接， 漏极接地。 0047 本实施例中的超薄抗弯折电子标签的工作方式如下 ： 0048 薄膜。

31、太阳能电池 21 从外界获取太阳光能量， 并将光能转换为电能， 后将电能输给 充电管理模块 22 ； 充电管理模块 22， 从薄膜太阳能电池 21 获取一定电压的直流电， 给固态 薄膜电池 23 供电， 并按照固态薄膜电池 23 的性能需要， 对固态薄膜电池 23 的充电电压和 充电电流等进行控制， 并对充放电过程进行准确控制， 如对固态薄膜电池 23 的充电电压进 行检测、 对固态薄膜电池 23 进行过充或过放保护等， 充电功能及过充或过放保护功能的实 现与实施例一相同 ； 固态薄膜电池 23， 从充电管理模块 22 获取电能， 并进行电能存储， 给标 签 IC24 进行供电 ； 天线 26。

32、 接收到外部读写器发出的电磁波后， 电磁波直接进入标签 IC24 ； 标签IC24收到并验证协议数据后， 根据协议回应电磁波信号， 天线26使用接收到的电磁波 的能量作为回应电磁波信号所需的能量， 以发送电磁波。本实施例中， 作为优选的特列， 固 态薄膜电池 23 同样也可以是具有同等功能的薄膜电容等器件。 0049 该实施例中， 充电管理模块22、 标签IC24和收发天线模块25都可利用现有技术来 实现上述对应功能。 0050 本实施例中的一种超薄抗弯折电子标签为半主动式电子标签， 采用薄膜太阳能电 池 21 和固态薄膜电池 23 作为标签 IC24 的供电电源， 由于薄膜太阳能电池 21 。

33、和固态薄膜 电池 23 具有超薄厚度， 制作时采用柔软基材， 具有良好的抗弯折和抗弯曲性能， 因而， 使得 本实施例中的半主动式电子标签厚度大大减小， 并且具有可弯折和可弯曲的性能。 同时， 由 于本实施例中的半主动式电子标签内采用的固态薄膜电池 23 可进行循环的充放电过程， 在其内还设有充电管理模块 22， 能对固态薄膜电池 23 的充放电性能进行调节， 并同时对固 态薄膜电池 23 进行过充或过放保护， 使得本实施例中的半主动式电子标签的使用寿命大 大增长， 实用性更强。 0051 实施例三 0052 电子标签作为 RFID 系统的关键部件之一， 其天线性能的好坏决定了该电子标签 识别距。

34、离的远近。按照阅读器和电子标签之间的作用距离， 可将 RFID 系统分为密耦合系 统， 遥耦合系统和远距离耦合系统。电磁反向散射 RFID 系统属于远距离耦合系统， 识别距 离一般在lm以上， 电磁反向散射RFID系统中， 阅读器和电子标签之间的能量和数据传送依 靠阅读器的天线和电子标签的天线来完成， 阅读器首先通过天线发射电磁波， 处于有效识 别范围内的电子标签的天线一方面接收电磁能量为电子标签提供能量， 另一方面反向散射 电磁波， 并将有用信息调制在反射波上， 完成反向散射调制。 0053 目前， 电子标签的天线主要有线圈型、 微带贴片型和偶极子型 3 种基本形式， 如图 4-7， 图 4。

35、 为微带贴片天线的基本结构示意图， 主要包括贴片 41、 介质基板 42 和金属底板 43， 图 5-7 为几种常见偶极子天线结构示意图， 天线振子臂间距为 2l（2l 为天线工作的中 心频点所对应的波长的一半） ， 由于这三种类型的天线工作原理各不相同， 导致其应用领域 也各不相同 ： 小于 1m 的近距离 RFID 系统的天线一般采用工艺简单、 成本低的线圈型天线， 说 明 书 CN 103927579 A 8 6/10 页 9 它们主要工作在中低频段 ； 而 1m 以上远距离 RFID 应用系统需要采用微带贴片型或偶极子 型的天线， 它们工作在高频及微波频段。 0054 从 RFID 技。

36、术原理和 RFID 系统中电子标签的天线类型来看， RFID 系统具体应用 的关键在于电子标签内天线的特点和性能。目前线圈型天线的实现技术很成熟， 虽然都已 广泛地应用在如身份识别、 货物标签等 RFID 系统中， 但是对于那些要求频率高、 信息量大、 工作距离和方向不确定的 RFID 系统， 采用线圈型天线则难以实现相应的性能指标 ； 同样， 如果采用微带贴片型天线的话， 由于实现工艺相对复杂， 成本较高， 一时还无法被低成本的 RFID 系统所选择， 且此种结构的天线较难做到超薄， 并具有一定的损耗， 难以满足车辆识别 电子标签的需要 ； 而偶极子天线具有辐射能力较强、 制造及结构简单、 。

37、辐射效率较高、 且可 通过折叠达到小型化等优点， 虽然基本上具备设计成适用于全方向通讯的 RFID 系统中电 子标签的天线， 但还必须克服其阻抗相对固定， 不易与标签 IC 共轭匹配的缺点。基于上述 构思， 本实施例提出另一种基于偶极子天线的超薄抗弯折电子标签。 0055 请参见图 12-14， 该实施例提供一种超薄抗弯折电子标签， 与实施例一或二不同的 是， 本实施例对实施例一中的主动式电子标签或实施例二中的半主动使电子标签按照下述 结构作进一步改进， 改进主要是体现在天线结构的改进上 ： 0056 本实施例中天线具有以下结构 ： 包括基础部101和弯折部， 基础部101包括涂覆于 基板 6。

38、01 其中一面的金属辐射体层 ； 金属辐射体层具有使基板 601 的被涂覆位置部分暴露 的槽隙结构， 槽隙结构包括横向槽隙 1031 ； 弯折部分别从基础部 101 上两位置处生长而出， 包括长度相同、 高度相异且处于横向槽隙 1031 的横向轴向延伸线同侧的第一弯折部 1021 和第二弯折部1022 ； 第一弯折部1021和第二弯折部1022的弯折方向都朝向横向槽隙1031 以相向抱拢。 0057 优选地， 槽隙结构还包括一纵向槽隙 1032， 与横向槽隙 1031 连通， 构成一倒置 “T” 型槽隙结构 ； 第一弯折部 1021 呈倒置 “L” 型 ； 第二弯折部 1022 呈倒置的反 “。

39、L” 型。 0058 对于构成天线的基础部 101， 通常的形状为矩形、 正方形和圆形， 这三种形状的基 础部 101， 辐射效率依次降低， 为了进一步提高天线的辐射效率， 本实施例中， 基础部 101 优 选呈矩形， 横向槽隙1031平行矩形基础部101的长边设置 ； 第一弯折部1021和第二弯折部 1022 分别从矩形基础部 101 的长边的两端生长而出， 并处于该长边的同侧。 0059 该天线采用特殊的柔性 PCB 加工工艺， 将金属辐射体层以上述的结构形式附在作 为基板 601 的柔性 PCB 板上， 该板厚度仅为约 0.1mm， 在满足电子标签的高性能的接收要求 上， 实现了天线的超。

40、薄， 小型化， 以及在车内识别距离远于车外的特征。 0060 下面以矩形基础部为例对该天线的设计思路做简要描述。 0061 如图 12 和 14 所示， 在矩形基础部 101 的中间开一个倒置的 “T” 型槽隙结构来调 节天线的阻抗， 具体是通过调节 “T” 型槽隙结构中横向槽隙 1031 的长度 L 和宽度 W 来控制 该天线的阻抗 （通常 W=1 4mm， L=0.050 0.10， 0为天线工作的中心频点所对应的 波长） ， 最终使天线的阻抗与标签 IC 的阻抗相匹配， 从而达到良好的通信效果。 0062 设该天线工作的中心频点为 f0， 其在空气中的波长为 0=c/f0。为保证该天线在。

41、 该频点附近有较高的辐射效率， 该天线的长度为 Ltotal=L1+L2+L3+L4+L5 0/2。同时， 为了 使该天线占有较小的空间， 优选采用了如图12所示的第一弯折部1021和第二弯折部1022， 第一弯折部 1021 往右上弯折， 第二弯折部 1022 则往左上弯折， 以呈相向抱拢状态， 且第一 说 明 书 CN 103927579 A 9 7/10 页 10 弯折部 1021 的高度 L6不同于第二弯折部 1022 的高度 L7， 如 ： 可以是 L6的高度小于 L7的高 度， 也可以是 L6的高度大于 L7的高度， 图 5 中是 L6的高度小于 L7的高度， 且两个弯折部是 以直。

42、角进行过渡的弯折结构， 当然， 也可以采用其他形式的弯折过渡结构， 比如圆弧过渡的 弯折结构或其他曲线的弯折结构， 无论采用何种弯折过渡结构， 应尽量保证两弯折部的长 度基本相等， 即 L1+L6 L7+L5， 这里由于基础部 101 为矩形， 则满足 L1+L2 L4+L5， 这样， 在 保证天线辐射性能的前提下， 还可实现天线尺寸的小型化。 对于以圆弧过渡的弯折结构， 弯 折部的高度理解为 ： 与弯折部的生长点 （即弯折部与基础部 101 相连接的点） 的垂直距离最 远的点到其与矩形基础部 101 相连接的长边的垂直距离。 0063 当基础部 101 为正方形时， 该天线的长度为 Ltot。

43、al=L1+L6+3 倍的正方形边长 +L7+L5=L1+L2+ 正方形边长 +L4+L5 0/2 ； 当基础部 101 为圆形时， 两弯折部分别从基础部 101 的水平方向的直径的两端生长， 此时， 该天线的长度为 Ltotal=L1+L6+ 圆形基础部的直径 长 +L7+L5 0/2。 0064 为了使电子标签在汽车内有良好的通信效果， 在设计该天线时还需把汽车的挡风 玻璃作为天线的一部分进行仿真分析， 分析结果表明， 玻璃介质对天线在 UHF（Ultra High Frequency， 是指频率为 300 3000MHz 的特高频无线电波） 频段工作时的阻抗影响还是相 当大的， 因此， 。

44、还需将在玻璃介质环境下的天线的阻抗设计成与标签 IC 的阻抗共轭匹配。 假设选用的标签 IC 在 UHF 中心频点下的阻抗为 R-jX， 天线在空气中对应频点下的阻抗为 R1+jX1； 而天线在紧贴汽车挡风玻璃下对应频点的阻抗为 R2+jX2。通过调整横向槽隙 1031 的长度 L 和宽度 W， 使得天线在有玻璃介质下的阻抗与标签 IC 共轭匹配， 即 R2=R， X2=X。此 时， 天线在空气中的阻抗与标签 IC 的阻抗就处于较为明显的失配状态 （R1 R， X1 X） 。当 然， 玻璃介质较空气而言， 对电磁波的衰减要大些， 但在 UHF 频段， 两种介质相差不大。所以 处于较好匹配和严重。

45、失配下的两种天线的通信效果就相差甚远， 这就是本实施例中电子标 签内的天线在车内比车外的通信距离明显远的主要原因。 0065 下面举例阐述天线的设计过程， 该例中， 第一弯折部 1021 的高度小于第二弯折部 1022 的高度， 即 L6的高度小于 L7的高度。 0066 设天线工作的中心频点为 f0=915MHz， 其在空气中的波长为 0=c/f0=327mm。为保 证该天线在该频点附近有较高的辐射效率， 那么该天线的总长度为 Ltatal=L1+L2+L3+L4+L5 0/2=163.5mm。 由于要使具备该天线的整个电子标签尺寸尽量小， 所以对该天线进行小型化 设计， 本实施例中， 优选。

46、采用了如图 12 所示的第一弯折部 1021 和第二弯折部 1022， 第一弯 折部 1021 往右上弯折， 第二弯折部 1022 则往左上弯折， 同时， 考虑到在天线的左上方需要 留位置放置固态薄膜电池， 所以采用的优选布局结构是第一弯折部 1021 的高度低于第二 弯折部 1022 的高度， 即 L6小于 L7， 与此同时， 还要保证第一弯折部 1021 和第二弯折部 1022 长度基本相等， 即 L1+L6 L7+L5。天线中， 各段的尺寸范围为 ： 矩形基础部 101 的长度 L3为 59 63mm， 矩形基础部 101 的宽度与第一弯折部 1021 的高度 L6之和为 19 23mm。

47、， 矩形 基础部 101 的宽度与第二弯折部 1022 的高度 L7之和为 28 32mm， 第一弯折部 1021 的水 平长度 L1为 20 24mm， 第二弯折部 1022 的水平长度 L5为 13 17mm， 即 ： L1=20 24mm， L2=19 23mm， L3=59 63mm， L4=28 32mm， L5=13 17mm。 0067 该天线工作在 UHF 频段， 标签 IC 的阻抗为一个复数值， 并非传统的 50 欧姆， 如果 采用匹配网络与标签 IC 相连接， 再利用巴伦匹配到 50 欧， 这样设计既麻烦， 同时还会引入 说 明 书 CN 103927579 A 10 8/。

48、10 页 11 一定的插损。 因此， 为了简化匹配网络的设计， 本实施例中， 直接将电子标签内的天线在UHF 频段工作时的阻抗设计成与标签 IC 成共轭匹配的状态， 省去匹配网路的设计， 达到了小型 化的要求。 0068 同时， 为了使具备该天线的电子标签在车内具有良好的通信效果， 本实施例将电 子标签内的天线和玻璃介质进行一体化设计， 使得电子标签在车内的通信距离远大于在车 外的通信距离， 这也是之前电子标签内的天线设计不具有的特点。 0069 在本实施例中， 采用如图12和14所示的弯折形式， 主要是考虑设计电子标签是可 在左上方需要预留一个安置固态薄膜电池的位置。当然该天线的弯折形式可以。

49、多样， 可以 采取直角过渡弯折， 圆弧过渡弯折， 也可以是其他曲线形式弯折， 但要保证L1+L6L7+L5， 以 保证天线辐射方向图的左右对称性。 0070 该实施例所提供的电子标签， 可以选用 EM4324 的芯片作为电子标签的标签 IC， 其 可工作的频率范围为860960MHz。 当该标签IC处于未供电状态时， 接收灵敏度为-9dBm ； 当该标签 IC 处于供电状态时 （工作电压为 1.1V 3.6V） ， 接收灵敏度为 -27dBm。本发明中 的电子标签应用频段为 902 928MHz。 0071 为了使电子标签在汽车内的有较远的通信距离， 在设计该天线时还应该把汽车的 挡风玻璃作为天线的一部分进行仿真分析， 并同时考虑 2 个电池 ： 薄膜太阳能电池和薄膜 电池二者对天线性能的影响。 0072 电子标签中， 上述选用的 EM4324 标签 IC 在中心频点 。