專利名稱：帶有y形全向天線的無觸點(diǎn)標(biāo)簽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及設(shè)計成保證對物體的可追蹤性的無觸點(diǎn)收發(fā)設(shè)備，特別是涉及帶有全向天線的無觸點(diǎn)標(biāo)簽(contactless label)。
背景技術(shù)：
目前，無觸點(diǎn)收發(fā)設(shè)備廣泛地用于許多應(yīng)用。這些應(yīng)用之一是無觸點(diǎn)智能卡，這種無觸點(diǎn)智能卡越來越多地用于各個部門，例如公共運(yùn)輸部門。它們還已開發(fā)成作為支付的裝置。
無觸點(diǎn)設(shè)備與所關(guān)聯(lián)的閱讀器之間的信息交換通過在設(shè)置在無觸點(diǎn)設(shè)備內(nèi)的天線與設(shè)置在閱讀器內(nèi)的第二天線之間的電磁信號的遠(yuǎn)程傳輸來實(shí)現(xiàn)。為了形成、存儲和處理信息，設(shè)備安裝有與天線連接的包括存儲區(qū)的微電路。在信息交換期間，無觸點(diǎn)設(shè)備由閱讀器發(fā)送的電磁波供電。
無觸點(diǎn)設(shè)備的另一種越來越重要的應(yīng)用是將它們用作粘貼在物體上的在對商品或存貨位置執(zhí)行跟蹤時起標(biāo)識作用的標(biāo)簽。在這些應(yīng)用中，粘貼在各物體上的標(biāo)簽的微電路在存儲器內(nèi)存有物體的數(shù)據(jù)，這數(shù)據(jù)使物體可被索引和識別，從而保證了對物體的可追蹤性。
標(biāo)簽在物體制造時粘貼在物體上，直到物體被客戶收到。微電路的存儲器存有物體或它的內(nèi)容(如果物體是一個容器的話)的特征的信息。這信息可以隨時被閱讀器讀取。當(dāng)前，閱讀器用來與標(biāo)簽交換數(shù)據(jù)通常所使用的頻率為900MHz左右的超高頻(UHF)，這使標(biāo)簽可在離它2米以上的距離處讀取。
可以用于無觸點(diǎn)標(biāo)簽的簡單天線是圖1所示的偶極子天線，它的長度為所用頻率的波長的二分之一左右。這樣一個偶極子的特性是能量主要在垂直于偶極子的軸的優(yōu)先方向上輻射，如圖2的輻射方向圖所示。結(jié)果，一個簡單的偶極子用作天線有著發(fā)射定向輻射的主要缺點(diǎn)。
這就是為什么本發(fā)明的目的是提供一種特征為具有全向輻射的半波長偶極子型天線的無觸點(diǎn)標(biāo)簽。

發(fā)明內(nèi)容
所以，本發(fā)明的目的是提供一種設(shè)計成保證對物體的可追蹤性的無觸點(diǎn)標(biāo)簽，其基本特征是它包括一個微電路和一個與微電路連接的Y形天線，微電路的存儲器存有追蹤物體所必需的信息，這信息可以用一個閱讀器通過交換超高頻(UHF)電磁波來讀取。天線是一個由第一主金屬線、與第一主金屬線形成第一偶極子的第二主金屬線和與第一主金屬線形成第二偶極子的第三主金屬線這三根主金屬線構(gòu)成的偶極子型天線，這些主臂設(shè)置成使得第一與第二主金屬線之間的夾角等于第一與第三主金屬線之間的夾角而第二主金屬線與第三主金屬線之間的夾角在60°到180°之間，而且這些主金屬線各包括一根處在它的末端與它垂直的副金屬線，副金屬線的長度在10mm到50mm之間。


從以下結(jié)合附圖所作的說明中可以清楚地看到本發(fā)明的用途、目的和特征，在這些附圖中圖1示出了由一個偶極子構(gòu)成的半波長天線；圖2示出了圖1所示的偶極子的輻射方向圖；圖3為用于按照本發(fā)明設(shè)計的無觸點(diǎn)標(biāo)簽的Y形天線的總體示意圖，而圖3A為示出天線的金屬線與微電路的連接情況的放大圖；圖4示出了Y形天線的實(shí)施例的第一實(shí)例；圖5示出了圖4所示的天線的輻射方向圖；圖6示出了Y形天線的實(shí)施例的第二實(shí)例；以及圖7示出了圖6所示的天線的輻射方向圖。
具體實(shí)施例方式
形成本發(fā)明的主體的標(biāo)簽包括圖3所示的天線，它主要包括三根主金屬線10、12和14，它們的長度都接近波長的四分之一，也就是說對于900MHz的頻率在80mm左右。第二主金屬線12和第三主金屬線14具有相同的長度L，而第一主金屬線10可以具有與其他兩臂不同但接近L的長度。第一主金屬線10與第二主金屬線12結(jié)合在一起形成第一偶極子，第一主金屬線10還與第三主金屬線14結(jié)合在一起形成第二偶極子。
第一主金屬線10與第二主金屬線12之間的夾角和第一主金屬線10與第三主金屬線14之間的夾角相等。結(jié)果，分開來看，兩個偶極子由于對稱具有相同的電性能，即相同的輻射方向圖和相同的輸入阻抗。
第二主金屬線與第三主金屬線形成的夾角可以從最小60°改變到180°，與這兩根線之間的對準(zhǔn)情況相對應(yīng)。
天線通過為圖3A放大示出的微電路的負(fù)載設(shè)備按照各偶極子上金屬線之間的差模進(jìn)行操作。與只有兩個與天線連接的輸入點(diǎn)的普通芯片不同，圖3A所示的微電路16是具有三個輸入點(diǎn)的負(fù)載，點(diǎn)18用作基準(zhǔn)點(diǎn)或GND，與第一主金屬線連接，而兩個相同的熱點(diǎn)20和22分別與第二和第三主金屬線連接。
為了使圖3所示的天線最佳工作，天線的阻抗必須適合微電路的阻抗，否則天線所接收的能量就會大大減小，甚至幾乎為零。如果希望具有適當(dāng)?shù)钠ヅ?，或者比額定值大或小10％的阻抗值，那么通過只修改主金屬線的物理特性就很難得到這個值。在這里所采取的解決方案是在主金屬線的末端增添與主金屬線垂直的副金屬線。這樣，將第一副金屬線24設(shè)置在第一主金屬線10的末端與它垂直，將第二副金屬線26設(shè)置在第二主金屬線12的末端與它垂直，以及將第三副金屬線28設(shè)置在第三主金屬線14的末端與它垂直。
主金屬線與所關(guān)聯(lián)的副金屬線之間的連接點(diǎn)可以是可變的，因此將副金屬線分成處在連接點(diǎn)兩側(cè)的長度分別為a和b的兩段。對于這三根副金屬線24、26和28在依次從一根轉(zhuǎn)到另一根時進(jìn)行同樣的分段。這三根副金屬線的相同的長度因此就等于a+b，在10mm到50mm之間。
為了使Y形天線更好適配，優(yōu)選的是在每根副金屬線的兩側(cè)各配置一根折轉(zhuǎn)金屬線，使得折轉(zhuǎn)金屬線30和32分別處在副金屬線24的兩端。與每根副金屬線關(guān)聯(lián)的兩根折轉(zhuǎn)金屬線具有相同的在0到40mm之間的長度c，對于三根副金屬線來說這長度也是相同的。
應(yīng)注意的是，折轉(zhuǎn)金屬線的存在具有使天線總尺寸減小的優(yōu)點(diǎn)，因為這些折轉(zhuǎn)金屬線使主金屬線的長度可以減小。第二和第三主金屬線的長度(以及第一主金屬線的近似長度)L與折轉(zhuǎn)金屬線的長度之間的關(guān)系可以表示為60mm＜L+c＜100mm已經(jīng)就遵從本發(fā)明的Y形天線制做了兩個實(shí)例。圖4所示的第一實(shí)例的特色是折轉(zhuǎn)金屬線比較短。這個天線的另一個特色是在第一主金屬線10與第二主金屬線12之間有一個短路件34，以及在第一主金屬線10與第三主金屬線14之間有一個短路件36。這些輔助件可以實(shí)現(xiàn)特定的ESD(靜電放電)功能，釋放由會損害微電路的數(shù)千個伏量級的電脈沖產(chǎn)生的電流。分析圖5所示的圖4的天線的輻射方向圖，熟悉該技術(shù)的人員可以看到，沒有一個方向沒有幅射，而只是在-30°到+60°之間的這些角方向上有輕微的衰減。
圖6所示的實(shí)施例的第二實(shí)例沒有如在上一個實(shí)例中的那樣的短路件。主金屬線很短，而折轉(zhuǎn)金屬線比較長，這有助于生產(chǎn)具有較小表面面積的無觸點(diǎn)表面，因為它包含在85mm×95mm的矩形內(nèi)。圖7所示的輻射方向圖示出，在任何方向上都有幅射，只是在-60°到+60°之間的方向上有些衰減。
優(yōu)選的是，以上結(jié)合圖4和6說明的Y形天線具有1mm的寬度，可以用任何方法但優(yōu)選的是通過使用含有銀粒子的墨水的絲網(wǎng)印刷方法固定。
如上面所提到的，在必須保證物體、商品或容器的可追蹤性時使用形成本發(fā)明的主體的標(biāo)簽。標(biāo)簽工作在UHF范圍，也就是說頻率通常可以在860MHz到960MHz之間，特別是在902MHz到928MHz之間。
權(quán)利要求
1.一種設(shè)計成保證對物體的可追蹤性的無觸點(diǎn)標(biāo)簽，其基本特征是所述無觸點(diǎn)標(biāo)簽包括一個微電路(16)和一個與所述微電路連接的Y形天線，所述微電路的存儲器存有追蹤所述物體必需的信息，所述信息用一個閱讀器通過交換超高頻(UHF)電磁波來讀??；所述天線的特征在于所述天線是一個偶極子型天線，由第一主金屬線(10)、與所述第一主金屬線形成第一偶極子的第二主金屬線(12)和與所述第一主金屬線形成第二偶極子的第三主金屬線(14)這三根主金屬線構(gòu)成，所述主臂設(shè)置成使得所述第一與第二主金屬線之間的夾角等于所述第一與第三主金屬線之間的夾角而所述第二主金屬線與第三主金屬線之間的夾角在60°到180°之間，以及每個所述主金屬線包括一根處在它的末端與它垂直的副金屬線(24，26或28)，所述副金屬線的長度在10mm到50mm之間。
2.按照權(quán)利要求1所述的無觸點(diǎn)標(biāo)簽，其中所述第二主臂(12)和所述第三主臂(14)具有相同的長度L。
3.按照權(quán)利要求2所述的無觸點(diǎn)標(biāo)簽，其中每個所述副臂(24，26，28)被與所關(guān)聯(lián)的主臂連接的連接點(diǎn)分成處在所述連接點(diǎn)兩側(cè)的長度分別為a和b的兩段。
4.按照權(quán)利要求3所述的無觸點(diǎn)標(biāo)簽，其中所述段分別具有長度a和b，所述副金屬線的長度a+b在10mm到50mm之間。
5.按照權(quán)利要求1、2或3所述的無觸點(diǎn)標(biāo)簽，其特征還在于每根副金屬線(24，26，28)每側(cè)有一根在0到40mm之間的相同長度c的折轉(zhuǎn)金屬線(30，32)。
6.按照權(quán)利要求5所述的無觸點(diǎn)標(biāo)簽，其中所述長度c對于這三根主金屬線(10，12，14)是相同的。
7.按照權(quán)利要求6所述的無觸點(diǎn)標(biāo)簽，其中所述長度c使得和L+c在60mm到100mm之間。
8.按照權(quán)利要求1至7中任一項所述的無觸點(diǎn)標(biāo)簽，其中所述第一主金屬線(10)與所述第二主金屬線(12)之間存在一個短路件(34)，以及所述第一主金屬線與所述第三主金屬線(14)之間存在一個短路件(36)，所述短路件允許實(shí)現(xiàn)特定的ESD(靜電放電)功能，以釋放由會損害所述微電路(16)的數(shù)千伏量級的電脈沖所產(chǎn)生的任何電流。
9.按照前述權(quán)利要求中任一項所述的無觸點(diǎn)標(biāo)簽，其中所述微電路(16)包括三個輸入點(diǎn)，一個點(diǎn)(18)用作與所述第一主金屬線(10)連接的基準(zhǔn)或GND，而兩個相同的熱點(diǎn)(20)和(22)分別與所述第二主金屬線(12)和第三主金屬線(14)連接。
全文摘要
本發(fā)明所提出的設(shè)計成保證對物體的可追蹤性的無觸點(diǎn)標(biāo)簽的基本特征是它包括一個微電路(16)和一個與微電路連接的Y形天線，微電路存有追蹤物體必需的信息，這信息可以用一個閱讀器通過交換超高頻(UHF)電磁波來讀取。天線是偶極子型的，包括第一主金屬線(10)、與第一主金屬線形成一個偶極子的第二主金屬線(12)和與第一主金屬線形成第二個偶極子的第三主金屬線(14)這三根主金屬線。第一與第二主金屬線之間的夾角等于第一與第三主金屬線之間的夾角，而第二主金屬線與第三主金屬線之間的夾角在60°到180°之間。每根主金屬線的特征是在它的末端有一根與它垂直的副金屬線(24，26或28)。
文檔編號H01Q9/24GK101065880SQ200580034730
公開日2007年10月31日 申請日期2005年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月12日
發(fā)明者伊利亞斯·薩巴 申請人:Ask股份有限公司