[发明专利]天线及安装有该天线的射频识别标签

说明书

技术领域

本发明涉及天线及安装有这种天线的标签，更具体地说，涉及一种包括环形天线的天线及安装有这种天线的射频识别(RFID)标签，该环形天线适合于用在利用RFID读取器/写入器来进行发送和接收的非接触型标签中。

背景技术

近年来，已广泛推广以下系统，即，在该系统中，将存储有物品信息的标签附于物品(包括牲畜及其他活体)上，并通过非接触式装置来读取该信息以管理数据。这种系统的一个示例称作RF(射频)ID系统。在这种系统中，使用UHF波段(860MHz至960MHz)中的功率约为1W的无线信号来从读取器/写入器发送信号。

在标签侧，基于该信号产生用于开始处理的功率，并根据该信号所包含的指示信息从标签向读取器/写入器返回响应信号。通过该方式，读取器/写入器可以读取标签内的信息。

附于物品上的标签包括天线及连接到该天线的功能芯片。标签与读取器/写入器之间的通信距离取决于并入该标签内的天线的增益、芯片操作电压及周围环境，仅约为3米。

安装在标签中的LSI芯片20的接口部分可以表示为等效于电阻Rc(例如，电阻值＝1000Ω)与电容C(例如，电容值＝0.7pF)的并联，如说明天线与LSI芯片的匹配的图1所示。另一方面，安装在标签上的天线(称作标签天线)可以表示为等效于电阻Ra(例如，电阻值＝1000Ω)与电感L(例如，电感值＝40nH)的并联。

作为以上两者的并联的结果，电容值C和电感值L谐振，并且如式(1)所指示的，虚部实际上为零，因而实现了匹配，使得标签天线10所接收到的功率可以充分地提供给LSI芯片20。

$f_0=\frac{1}{2\mathrm{\π}\sqrt{\mathrm{LC}}}...\left(1\right)$

针对标签天线10的最基本的设计是总长度等于λ/2的谐振偶极天线；在UHF波段中，需要约150mm的长度。然而，考虑到将这种标签附于牲畜的耳朵上并对这种标签进行管理的情况，存在例如将标签形成为最大直径约为35mm的要求。

然而，实际上不可能形成具有这种要求尺寸的λ/2谐振偶极天线。

可设想使用构造成诸如图2中所示的连接到馈送端子3的环形天线1的环形天线。环形天线具有诸如例如在以下文献中所说明的特性：Antenna Engineering Handbook，published by Ohmsha，Ltd.，March 5 1999，pp.20-22。即，该文献说明，当共模电流在连接到馈送端子3的圆环1中均匀流动时，随着环半径的增大，功率图案的波瓣数增大。

发明内容

如上所述，对于用在RFID系统中的标签中的芯片20与标签天线10之间的匹配来说最重要的是：LSI芯片20的接口部分的电容值C与天线10的电感值L在所使用的频率处谐振，如图1中所指示的。

另一方面，当标签天线10仅配置有诸如图2中所示的环形天线结构时，不存在诸如图1中所示的电感L部分，因此不会获得令人满意的与LSI芯片20的接口部分的匹配，不能从天线10向芯片20充分地提供功率，因此存在以下问题：使通信距离大大降低。

当为了便于操作而将标签天线10封装在电介质盒及类似物中时，必需在设计天线的形状时考虑用作盒的电介质件的介电常数和厚度。

因此，本发明的目的是提供一种在具有有限尺寸的同时与具有电容元件的RFID LSI芯片谐振的标签天线，及其上安装有该天线的RFID标签。