[发明专利]一种新型RFID标签天线和天线磁芯

说明书

技术领域：

本发明涉及一种射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)设备，尤其涉及一种射频识别设备的天线和天线磁芯。

背景技术：

射频识别(RFID)技术一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。广泛应用公交卡等领域。RFID系统是一种简单的无线系统，只有两个基本器件，该系统用于控制、检测和跟踪物体。系统由一个询问器(或阅读器)和很多应答器(或标签)组成。RFID标签根据工作方式可分为主动式(有源)和被动式(无源)两大类，被动式RFID标签由标签芯片和标签天线或线圈组成，利用电感耦合或电磁反向散射耦合原理实现与读写器之间的通讯。当RFID标签进入读写器的作用区域，就可以根据电感耦合原理(近场作用范围内)或电磁反向散射耦合原理(远场作用范围内)在标签天线两端产生感应电势差，并在标签芯片通路中形成微弱电流，如果这个电流强度超过一个阈值，就将激活RFID标签芯片电路工作，从而对标签芯片中的存储器进行读/写操作。目前广泛应用的RFID设备采用的工作频率为13.56Mhz，

天线(antenna)是RFID标签和读写器之间实现射频信号空间传播和建立无线通讯连接的设备，包括两类天线，一类是RFID标签上的天线，另一类是读写器天线。对于13.56Mhz的RFID设备来说，由于受该工作频率电磁波特性限制，天线从外形尺寸一般难以减至很小，现有RFID设备中，读写器天线的外形尺寸一般情况下受到外形尺寸限制情况较小，而标签天线的外形尺寸，很多情况下要受到使用条件限制，需要尽可能的减小占用空间。现有的13.56MHzRFID标签线一般采用4-10匝绕线或蚀刻线圈作为天线，天线面积从40cm²到15cm²不等，最大可读写距离10cm-到5cm不等。如果进一步减小天线面积，增加线圈匝数，会造成最大可读写距离进一步下降，从而影响使用。一般认为，采用高磁导率磁芯可以降低RFID标签天线面积，但是现有磁芯在13.56MHz时的初始磁导率μi都不高，并且，磁芯实际达到的的实际磁导率和外形也有关系一般来说，以圆柱体外形的磁芯为例，当磁芯的长径比较低时，其实际磁导率远远低于标称的磁导率，只有当磁芯长径比远大于1，时，实际磁导率才能较高，而此时制得的RFID标签天线，虽然天线面积较小，但由于长度明显增长，体积也将明显增大，与常用的绕线或蚀刻线圈天线相比没有明显的优势。

发明内容：

本发明提供了一种用于RFID标签天线的软磁铁氧体磁芯，磁芯长径比为0.5-3，所述长径比定义为磁芯长度与垂直于磁芯纵轴的横截面的等效直径d之比，所述等效直径d计算公式如下：d＝(S/π)^0.5×2，S为垂直于磁芯纵轴的横截面面积，π为圆周率，7mm²＜S＜180mm²。

所述的磁芯，其特征是所述垂直于磁芯纵轴的横截面任意两点间的最大距离为3-15mm，优选为6-12mm。

所述的磁芯，其特征是所述磁芯的长径比优选为1-3，更优选为1-1.5。

所述的磁芯，其特征是所述的横截面面积，25mm²＜S＜130mm²。

所述的磁芯，其特征是所述的，可选自镍锌铁氧体或锌锰铁氧体。

所述的磁芯，其特征是所述垂直于磁芯纵轴的横截面优选为圆形或边数≥4的正多边形。

所述的标签天线，其特征是所述磁芯优选加工成两端为向外凸起的曲面(2，2’，2”)或台体(2，2’，2”)或锥体的柱状体。

所述的磁芯，所述向外凸起的曲面，优选为球面的一部分，所述球面所在球优选为为以磁芯中心为圆心，磁芯高度为直径的球。

所述的磁芯，所述台体或椎体优选为圆台或正棱台或正棱锥，所述磁芯两端的圆台、棱台或棱锥高度之和小于磁芯总高度的60％，优选小于磁芯总高度的40％。

所述的磁芯，当所述垂直于磁芯纵轴的横截面优选为圆形或边数≥4的正多边形时，优选在磁芯表面平行于磁芯纵轴的方向上加工出一个定位平面3，所述平面大于7mm×4mm的矩形。所述平面用于固定非接触IC芯片。

所述的磁芯，还优选在磁芯表面沿着垂直于纵轴的方向加工出一个或数个线圈定位槽4，用于定位线圈。所述线圈定位槽可以围绕磁芯一周，也可以部分围绕磁芯。所述线圈定位槽宽度≤2mm，深度≥0.1mm。