[发明专利]轮胎的射频转发器

说明书

本发明涉及无源射频转发器，所述无源射频转发器包括辐射天线和电子部分，所述辐射天线由单股螺旋弹簧制成，所述单股螺旋弹簧具有轴线、正中平面、节距以及给定丝线直径的直径，所述电子部分位于辐射天线的内部。电子部分包括电子芯片，所述电子芯片电连接至主天线，所述主天线与辐射天线电磁耦合。主天线具有轴线和正中平面，所述轴线平行于辐射天线的轴线，所述正中平面与辐射天线的正中平面重叠。主天线封闭在圆柱体中，所述圆柱体的直径大于辐射天线的内径的三分之一。射频转发器的特征在于，对于辐射天线的不与电子部分对齐的第一区域，辐射天线的第一螺旋节距大于辐射天线的非第一区域部分的第二螺旋节距。

技术领域

本发明涉及电子无线电识别设备或射频转发器，其能够固定在待识别的物体(例如轮胎)上，所述待识别的物体特别在使用中经受较高的热机械应力。

背景技术

在RFID(RFID为射频识别的首字母缩写)设备领域中，无源射频转发器通常用于识别、追踪和管理物体。这些设备能够实现更可靠、更快速的自动化管理。

这些射频识别转发器通常由至少一个电子芯片和一个天线组成，所述天线由磁环或辐射天线形成，所述射频识别转发器固定在待识别的物体上。

对于传送至射频读取器或由射频读取器传送的给定信号，射频转发器的通信性能表现为射频转发器与射频读取器的最大通信距离。

在高度可伸展的产品(例如，轮胎)的情况下，需要在从产品制造到产品从市场中退出的整个生命周期中(特别在其使用过程中)对产品进行识别。因此，为了便于进行这项工作，特别在使用条件下，需要较高的通信性能，所述通信性能表现为在距产品较远的距离(几米)处通过射频读取器询问射频转发器的能力。最后，期望这种设备的制造成本尽可能地具有竞争力。

现有技术中已知能够满足轮胎需求的射频转发器，特别是文献WO2016/193457A1。该转发器由电子芯片组成，所述电子芯片连接至印刷电路板，所述印刷电路板电连接至第一主天线。该主天线电磁耦合至形成辐射偶极天线的单股螺旋弹簧。与外部射频传输读取器的通信使用无线电波，特别是UHF(UHF为超高频的首字母缩写)频带。因此，针对所选择的通信频率调节螺旋弹簧的特性。因此，印刷电路板和辐射天线之间的机械接点的消失改善了射频转发器的机械抵抗力。

然而，这种射频转发器存在缺点。尽管该射频转发器适于在外部射频读取器的通信频率下操作，但是在射频接收或射频传输中，射频通信(特别是辐射天线和主天线之间的电磁耦合)并不是最佳的。当然，还需要考虑射频转发器的各个元件必须满足的其它技术限制。一方面，需要考虑辐射天线在较高热机械应力的环境中(例如，轮胎外胎)的机械抵抗力。另一方面，需要考虑辐射天线执行该通信功能所必须具备的电磁特性。因此，需要优化天线的机械抵抗力、电磁品质和无线电通信效率之间的性能折中，从而优化该射频转发器的潜在性能。

本发明涉及射频转发器，其目的在于改善特别在轮胎工业中使用的射频转发器的性能折中。

发明内容

本发明涉及无源射频转发器，所述无源射频转发器旨在集成到由高度可伸展的材料(例如，弹性体组合物或共混物)制成的待识别的物体中。首先，该射频转发器包括辐射偶极天线。所述辐射偶极天线由单股螺旋弹簧组成，并且具有旋转轴线、卷绕直径、螺旋节距、正中平面和丝线直径，所述丝线直径限定辐射天线的内径和外径。该辐射天线的长度L0适于在频带中与射频传输读取器通信。该射频转发器还包括电子部分，所述电子部分位于辐射天线的内部。该电子部分包括电子芯片和主天线，所述主天线电连接至电子芯片，并电磁耦合至辐射天线。首先，主天线具有轴线和正中平面，所述轴线基本平行于辐射天线的旋转轴线，所述正中平面基本上与辐射天线的正中平面重叠。最后，主天线外接在圆柱体中，所述圆柱体的旋转轴线平行于主天线的轴线，并且其直径大于或等于辐射天线的内径的三分之一。该射频转发器的特征在于，在辐射天线的辐射天线不与电子部分对齐的第一区域中，辐射天线的第一节距大于辐射天线的第二节距，所述第一节距对应于该第一区域中的辐射天线的螺旋节距，所述第二节距对应于第二区域中的辐射天线的螺旋节距，在所述第二区域中辐射天线与电子部分对齐。