[发明专利]一种RFID电子标签

说明书

技术领域

本发明涉及一种电子标签，尤其是指一种带平面螺旋电感的RFID电子标签。

背景技术

在UHF RFID标签的运用中，对标签尺寸、柔韧性有苛刻要求：例如嵌入到轮胎橡胶里的标签，由于轮胎橡胶中分布有固定作用的金属丝，因此为避免干扰要求标签尺寸必须尽量小；由于轮胎在塑形及使用过程中，橡胶均会有一定的形变甚至开裂，因此要求标签必须具备一定的柔韧性，避免由于橡胶的形变而导致标签的失效；同时标签必须是柔性的，因为标签若为具有一定尺寸的硬性物体嵌入到轮胎橡胶中，对轮胎的质量、安全都将是一个很大的隐患。

一般常规的由PET材料为基材的柔性标签，由于尺寸较大，无法在轮胎橡胶中进行使用；而采用PCB或陶瓷作为基材的标签，尺寸具备一定的小型化特征，但是往往又不具备柔性特征，作为整体硬性物体直接嵌入到轮胎橡胶中，对轮胎的质量、安全都是非常不利的。

如图1所示，在标签芯片与标签天线的等效电路中，右侧为标签芯片的等效电路，左侧为标签天线的等效电路；La为天线等效电感，Ra为天线等效电阻，Ci为芯片等效电容，Ri为芯片等效电阻；当天线与标签各自阻抗共轭对应时，RFID标签实现最好阻抗匹配；

标签天线阻抗为Z_ANT＝R_ANT+j*X_ANT与标签芯片阻抗为Z_IC＝R_IC+j*X_IC，共轭关系为R_ANT＝R_IC，X_ANT＝-X_IC。

参照图2所示，以Alien Higgs(TM)3芯片为例，采用ADS软件对其芯片等效电路进行阻抗仿真，参照图3为仿真所得标签芯片阻抗实部曲线，在920MHz频率处其阻抗实部值为27.1欧姆；参照图4为仿真所得标签芯片阻抗虚部曲线，920MHz频率处其阻抗虚部值为-199.8欧姆。那么标签天线的阻抗根据共轭条件，应该为阻抗实部相等或接近，阻抗虚部互为相反数，为最佳匹配。

然而，在现有技术中，标签天线感性阻抗虚部是由匹配环来提供的，匹配环尺寸越大，感性阻抗虚部就越大；在现有技术中，需要提供近200欧姆的感性阻抗虚部，需要15mm*15mm以上的匹配环的面积，难以进行小型化的设计。

因此，有必要提供一种小型化、具备较强柔韧性的、并且具备良好阻抗共轭匹配的电子标签。

发明内容

基于现有技术的不足，本发明的主要目的在于提供一种小型化，阻抗共轭性能良好、高柔韧性的RFID电子标签。

本发明提供了一种RFID电子标签，其包括装配于PCB板上的：

芯片，其两端设有芯片焊盘；

天线，用于接收并反射RFID信号，包括相连接的天线臂和平面螺旋电感，天线臂由PCB板的两侧相外延伸，平面螺旋电感布设于PCB板上，其输入端和输出端分别与芯片焊盘电连接；

标签天线臂及加载于芯片焊盘上的平面螺旋电感与芯片的阻抗共轭匹配。

优选地，所述平面螺旋电感设有平面螺旋电感的输入端焊盘和平面螺旋电感的输出端焊盘，芯片设有芯片输入端焊盘和芯片输出端焊盘，平面螺旋电感的输入端焊盘与芯片输入端焊盘及一端天线臂电连接，平面螺旋电感的输出端焊盘与芯片输出端焊盘及另一端天线臂电连接。

优选地，所述平面螺旋电感的输入端焊盘和输出端焊盘分别通过金属过孔与芯片的左侧焊盘和输出端焊盘电连接。

优选地，所述平面螺旋电感包括相互平行的至少两层，其中一层平面螺旋电感的输入端焊盘接入芯片的左侧焊盘，另一层平面螺旋电感的输出端焊盘接入芯片的右侧焊盘。

优选地，所述芯片焊接于PCB顶层，平面螺旋电感分布于PCB的底层。

优选地，平面螺旋电感中的各圈电感之间的间距可设置为相等或不相等。若平面螺旋电感中的各圈电感之间的间距不相等。

优选地，所述天线臂包括螺旋主体和接合端，在接合端设有直角挂钩，通过所述直角挂钩插入PCB板的金属过孔中，并通过焊接与PCB板固定在一起。以使得天线臂可更为稳固地装配于PCB板上。

优选地，所述平面螺旋电感的形状为矩形、八角形、圆形、多角形中任选一种。所述平面螺旋电感的走线宽度为0.2-0.5mm，间距为0.2-0.5mm，匝数为2-6匝；所述平面螺旋电感的长宽高尺寸为6mm*2mm*1mm，标签的长度为50mm。