[实用新型]双频智能RFID标签

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种双频智能RFID标签，属于非接触式的自动识别标签技术领域。

背景技术

现有的无线射频识别标签（RFID）主要技术分为工作在860MHZ-960MHZ的UHF标签和工作在13.56MHZ的NFC标签，它们是以两个独立系统的形式存在,一种是一个芯片和线圈天线用于NFC传输以及数据储存，另一种是一个芯片和折叠偶极子天线用于UHFEPCGen2读取器读取。随着RFID技术应用的不断发展，现在大量手机带有NFC功能，但是不具备UHF读写器功能，在某些应用场合，如果产品带有NFC功能，消费者只需要用手机即可知道产品基础信息，但是如果产品只带有NFC功能，由于NFC通信距离近，不利于产品运输以及包装管理。而UHF标签的通信距离远，在搬运货物以及储存货物时只需使用UHF读写器（手持机）围绕货物扫一圈即可知道产品信息，方便产品管理。

UHF标签和NFC标签工作原理不同，UHF标签采用反向散射耦合工作方式，工作频段为860MHZ-960MHZ，识读距离远（10m）。NFC标签采用电磁耦合工作方式，工作频段为13.56MHZ，识读距离近（5cm）。

使用UHF标签可以远距离通信，方便对产品运输以及储存进行管理，但不具备NFC通信功能，消费者无法使用NFC手机快速扫描读取产品信息。

UHF标签和NFC标签在实际运用中必须使用各自的读写器系统才能进行数据传输，这样就限制标签的应用范围，现在RFID标签的应用环境越来越复杂，如果在使用RFID标签过程中既需要读写距离远，又需要产品带有NFC功能，那么就需要一个UHF标签和一个NFC标签，这样既不利于产品信息传输又提高了成本。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种双频智能RFID标签,克服现有技术中UHF标签和NFC标签以两个独立系统的形式存在,因而存在限制了标签的应用范围，通过本实用新型实现既方便对产品运输以及储存进行管理，又具备NFC通信功能，消费者可使用NFC手机快速扫描读取产品信息。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的，一种双频智能RFID标签，包括UHF标签天线，其特征是，所述标签还包括NFC线圈天线，UHF标签天线由T形配匹结构和两端连为一体的折叠辐射面构成，NFC线圈天线为环形线圈结构，将两款天线的引脚放在一起，利用芯片的四引脚为桥梁将两者结合在一起，NFC线圈天线置于UHF标签天线的折叠辐射面内。

所述T形配匹结构的长度范围为15~25mm。

所述T形配匹结构与线圈的间距为3~8mm。

所述UHF天线辐射面与线圈天线的间距为5~9mm。

本实用新型通过设计一个UHF标签天线和一个NFC线圈天线，将两款天线结合在一起，利用三维电磁仿真软件HFSS对天线性能进行仿真分析，NFC线圈天线与UHF天线会相互影响，导致天线原有的性能会变差，需调整T形配匹结构以及线圈天线与T形结构间距，使得天线理论频点分布在13.56MHZ与915MHZ。当天线工作在860MHZ-915MHZ时的读取距离能够达到10m，当天线工作13.56MHZ时，标签具有NFC功能；双频标签生产时只需要一次倒装芯片封装技术(FlipchipBonding)，节省生产时间以及原材料天线、芯片和两次FlipchipBonding生产的成本。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图中，1T形配匹结构，2天线的折叠辐射面，3芯片绑定区，4环形线圈结构，5UHF天线辐射面与线圈天线的间距，6T形配匹结构与线圈的间距，7T形配匹结构的长度。

具体实施方式

结合附图和实施例进一步说明本实用新型，如图1所示，本实用新型由UHF标签天线和NFC线圈天线构成，UHF标签天线由T形配匹结构1和两端连为一体的折叠辐射面2构成，NFC线圈天线为环形线圈结构4，两款天线的芯片绑定区结合在一起，NFC线圈天线置于UHF标签天线的折叠辐射面2内。

UHF标签天线中的T形配匹结构1主要提供电感，与芯片中的电容值形成共轭配匹，达到能量的最大化传输；天线的折叠辐射面2主要是向外辐射电磁波；芯片绑定区3上的芯片通过导电胶与天线形成导体回路；NFC线圈天线的环形线圈结构4提供很大的电感值，与芯片中电容配匹，使其谐振点在13.56MHZ。

双频天线通过将两款天线的芯片绑定区连接在一起，使用EM公司开发的EM4423双芯片，芯片中有两个电路结构，一个用于860MHZ-960MHZ，另一个用于13.56MHZ。考虑到UHF天线与线圈天线两者连接在一起后会形成互感，导致两者的原本的电感值产生变化，继而导致天线与芯片不形成共轭配匹，能量不能达到最大化传输。第一步，需要设计一款尺寸较小的NFC标签，尺寸越大，会与UHF天线形成互感越大，因此此款产品设计了一款16*22mm的线圈天线。将折叠偶极子天线与线圈天线连接在一起后，将图形导入三维电磁仿真软件HFSS进行计算两款天线的电感值以及折叠偶极子的辐射效率。通过调整图形中7T形配匹结构的长度范围为15~25mm，图形中6T形配匹结构与线圈的距离为3~8mm以及图形中5UHF天线辐射面与线圈天线的距离为5~9mm，减小UHF天线与线圈天线之间形成的互感，使UHF天线与线圈天线等效电路中形成共轭配匹。