[发明专利]用于埋入深处的物品的识别传感器

说明书

一种用于RFID型无线通信和非接触式识别系统的应答器，其旨在附连在埋入式物品上(或附连在埋入式物品附近)，所述应答器包括：‑一组天线区段(200x)，其由构成至少一个第一天线元件(203‑1)和至少一个第二天线元件(203‑2)的导电体组成；‑印刷电路，其包括RFID芯片和至少一个调谐电容器(202x)；以及连接器(281)，其允许所述天线区段的电连接。

技术领域

本发明涉及专用于埋入式结构的RFID识别传感器领域，具体地涉及适用于深处的RFID识别传感器。

背景技术

现如今，允许水、气、电力和通讯分布的基础设施和网络已经明显增多。安全、规章和立法约束使得能够精确定位这些埋入式结构变得有必要。继续检测和/或识别这些元件的兴趣变得明显，并且已经开发了第一技术，以允许对埋入式结构进行检测或RFID类型识别(射频识别)。

由COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATOMATIQUE ET AUX ENERGIES ALTERNATIVES于2011年6月14日提交的国际专利申请WO 2011157941提出了一种湿式天线，所述湿式天线可以用于实现用于埋入物品的检测器/RFID应答器RFID。本申请的教导是针对关于外部环境的容差问题的第一重要步骤。

图9中示出了对此已知天线的操作：一组环(300t、300d)印刷在薄基板上。顶部环(300t)面向底部环(300d)。由于面对面的环之间的短距离，所实现的布置引起示出非常重要的分布式电容(380)。当天线区段(300t、300d)构成电感器时，充当天线的调谐能力的是此电容。Moebius环和分布式电容(380)的实施方式允许对由于外部环境而产生的变化的相对免疫性。

然而，所述过程对制造过程仍然非常敏感。实际上，分布式电容是三个直接参数的函数：每个区段(300t)和(300d)的宽度、每个区段(300t)和(300d)之间的基板的厚度以及其间的这些区段的对齐。最后，第四间接参数是所述基板的介电常数值，所述值可以根据含水量和温度变化。

然后，关于制造成本，所实施的过程需要基板的强制性存在，所述基板必须采用金属履带双面印刷。

就其本身而言，本专利申请的申请人提交了专利申请WO 2012/062471，其目的是涉及一种装配有识别传感器或RFID标签的聚合物管。

一般来说，应该想到无线通信和非接触式识别技术，也被称作RFID，更具体地涉及

HF场技术(本实例中13.56MHz)，对于这种技术，通信基本上是基于磁场的。在此频率范围内，读取距离一般小于1米。然后，系统由发射器(主动部分，是电力发电机)和应答器(被动部分，无线地接收电力)组成。

如图1和图2中分别所示，RFID应答器通常包括串联连接(图1)或并联连接(图2)的至少三个元件构成，即天线(100)、RFID芯片(101)和电容器(102)。

天线(100)由一个或多个环组成，所述环用于收集由位于地面上的RFID发射器产生的电磁发射功率的一部分。在这一点上，天线具有允许激活RFID芯片的最小区域。实际上，此表面与由接收器对最小电磁功率的感测相对应，所述最小电磁功率与被发射的最大电力、检测距离和RFID芯片的功率需求有关。环的数量将关于RFID芯片的最小激活电压确定。

天线具有指定的电感器L_ant。此电感值是天线的几何函数。举例来说，由N个连续的或重叠的环构成的圆形天线的近似值如下，所述环的半径为R且线径为a：

并且μ₀＝4π*10^-7

其中In是纳氏对数。

RFID芯片可以被比作标记为C_tag的电容器。说明性值为大约20pF(20*10^-12F)。