CN2603454Y - 超高频段无线无源长距离识别卡 - Google Patents

Abstract

本实用新型的超高频段无线无源长距离识别卡，涉及射频识别技术和电子信息技术。旨在解决已有技术识别性能极差、受电磁物质或电介质影响严重的问题。本识别卡，包含盒体(7)连接前盖(6)所形成的盒腔中的绝缘的基片(1)及其上的IC芯片(2)，IC芯片(2)两侧分别连接片状的微带天线(3、4)，盒腔中的基片后方有与基片平行的金属片(5)，在金属片与基片之间有间隔空腔(8)，上述两个微带天线均呈凹凸式的N边形，且N＞8。本识别卡的工作中心频率为2.45GHz，属世界上使用无需申请的全开放频段。可方便地安装于运动主体上或人员佩带，对载体进行自动识别管理运行。适用于动态的车辆、物流、人员流、不停车收费、海关、停车场、门禁系统等的自动管理。

Description

超高频段无线无源长距离识别卡

技术领域

本实用新型涉及射频识别技术(RFID)和电子信息技术，特别是用于交通流、物流、人员流的动态自动识别管理的无线无源电子识别卡。

背景技术

已有的电子识别卡或电子识别器，无论属于有源类还是无源类，大多制成卡片形的识别卡，由基板，固连在非金属的基片面上的IC芯片，与IC芯片连接的并敷设或印刷在基片面上的两个微带天线构成。两个微带天线分别呈短矩形片和曲线形。这类识别卡可固连在需要进行自动识别管理的交通车辆的前窗玻璃上，将车辆作为接受识别的载卡主体，而将车辆信息如车牌号码、车辆状态、车主情况等记录在IC芯片中，利用射频收发器向识别卡发出下行微波信号，唤醒识别卡，识别卡将其所存信息调制在上行微波上并反向散射，再由射频收发器接收，解调，识别，送入计算机处理，完成自动识别管理任务。

已有的这类识别卡，其超高频特性均较差。在无源条件下不能工作于超高频段，如2.45GHz。这是由于射频识别领域识别卡微带天线现有设计理论和对其机理认识的局限性，未能设计出能在超高频段如2.45GHz在无源条件下能正常工作于较长距离的高灵敏度的微带天线。只能设计出能在915MHz及更低频段在无源条件下工作的微带天线。而对于射频识别来说，915MHz及更低频段的很多频率在欧洲不允许使用，导致使用范围的缩小和市场的禁区，而射频识别超高频段如2.45GHz却是世界各国均开放的，使用无需申请审批。现有超高频段如2.45GHz的射频识别无源卡至今尚未进入实用阶段，因此只能用有源识别卡，但它又存在电池寿命短和需要经常性维护而致使维护费用较高等缺点，同时还存在贴近金属等电磁物质会造成失谐引起技术性能恶化，识别能力衰落，工作不能达标等固有弱点。

实用新型内容

鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种能克服已有电子识别卡或电子识别器上述的致命弱点，结构简单、制造容易，作用距离远，使用可靠的2.45GHz超高频段无线无源长距离识别卡。

本实用新型采用凹凸式的多边形的微带天线，与间隔空腔和金属片匹配来实现其目的。

本实用新型的超高频段无线无源长距离识别卡(参见附图)，包含盒体(7)连接前盖(6)形成的盒腔中的绝缘的基片(1)及其上的IC芯片(2)，IC芯片(2)两侧分别连接片状的微带天线(3、4)，盒腔中的基片后方有与基片平行的金属片(5)，在金属片与基片之间有间隔空腔(8)，两个微带天线均呈凹凸式的N边形，且N＞8。

上述的IC芯片(2)、微带天线(3、4)均在基片(1)的前侧面上。

上述的IC芯片(2)在两个微带天线(3、4)围成的腔形框(13)中。

上述的盒体(7)与前盖(6)均呈四方体，前盖镶嵌粘连在盒体中，金属片(5)与盒体连接，前盖有盖板及其四周相连的围边(11)，盖板的厚度为1～5mm，基片(1)与与前盖连接。

上述识别卡的厚度为3～10mm，盒体(7)与前盖(6)均呈四方体，盒体有底板及其四周相连的围边(12)，前盖有盖板及其四周相连的围边(11)，前盖镶嵌粘连在盒体中。

上述的两个微带天线(3、4)在同一平面上，盒体(7)的内底面与金属片(5)间有粘胶层(10)，盒盖(6)的内侧面与基片(1)间有粘胶层(9)。

上述的间隔空腔(8)的厚度为0.3～8mm。

上述的金属片(5)的形状大小与盒体(7)底部相吻合，厚度为0.1～1mm。

上述的两个微带天线(3、4)的安装总长度(L)为60～150mm、宽度(W)为30～70mm，一个微带天线(3)的长度为30～65mm，另一个微带天线(4)的长度为35～75mm。

上述的IC芯片(2)为γ020集成电路，其1脚和8脚分别与所说的两个微带天线(3、4)围成的腔形框(13)对边上的点(14)相连接。

本实用新型的常规使用方法与通常的电子识别卡或电子识别器相同。首先应将接受电子识别的载体的固有信息和可择信息资料记录在IC芯片中，当需要对载体进行自动识别时，用射频收发器向本识别卡发出微波信号，唤醒识别卡，识别卡将其所存信息调制在微波上并反向散射，再由射频收发器接收，解调，识别，送入计算机处理，完成自动识别管理任务。

本实用新型与现有技术相比较，具有如下优点和效果：

1、本实用新型的两个凹凸式的多边形的微带天线，能精确调谐，与已有的短矩形、短直线或曲线的微带天线相比，具有对工作频率的较大的增益，而对工作频率之外的频率有较大的衰减。选择性好，抗外界干扰能力强。

2、本实用新型的两个凹凸式的多边形的微带天线，与已有的短矩形、短直线或曲线的微带天线相比，加大了微带天线的有效口径，提高了天线的增益和效率，同时增加了天线的频带宽度。

3、本实用新型的IC芯片与两个凹凸式的多边形微带天线围成的腔形框的对边上的点相连接，能改善阻抗匹配，全面提高了识别卡的整体性能。

4、本实用新型进一步采用在多边形微带天线与后方的间隔空腔、金属片相匹配，构成二元端射阵结构。既减弱了接近它的金属等电磁物质或人体、对地电容以及其它外部环境对天线工作的影响，又能按使用需求的识别范围来调节方向图及半功率波束宽度，以满足工程项目需求的自动识别能力要求。

上述四点的综合效果提高了本识别卡的识别能力，使其超高频段的识别距离可达到6米，从而获得现有微带天线设计理论和实验中尚无法获得的在无源条件下超高频段长距离的识别功能。

5、本实用新型的前盖封装结构和整体结构，将本识别卡的元器件完全密封，能防水、防尘、防外力损坏，从而长久保持识别卡的性能指标，提高使用可靠性，可基本作到免维护。

6、本实用新型的构件少，结构简单，能采用通常材料和通常的加工方法制造，制造容易，成本低。

本实用新型的工作中心频率为ISM频段高频端的2.45GHz，属世界各国使用无需申请的全开放频段。可方便地安装或粘贴于任何运动主体的介质后或金属表面或人员佩带等，对载卡者进行自动识别管理运行。

本实用新型能广泛适用于动态的车辆、物流、人员流或集装箱等设备流的自动识别管理，不停车收费和城市智能交通管理系统，海关电子车牌识别系统与货流监控系统，运输业、制造业、供应链自动识别管理，铁路运输车辆、车厢自动识别管理，机动车辆防伪车牌，停车场自动管理，防伪、保安、保密、门禁系统等。

下面，再用实施例及其附图对本实用新型作进一步地说明。

附图说明

图1  是本实用新型的一种超高频段无线无源长距离识别卡的结构示意图。

图2  是图1的A-A剖视图。

图3  是图1的B部局部放大图。

具体实施方式

实施例1

本实用新型的一种超高频段无线无源长距离识别卡，如附图所示。由一个基片、一个IC芯片、两个微带天线、一个前盖、一个金属片、一个盒体等构成。

上述的基片1，采用绝缘的非金属材料如通常的有机材料，制成平片形。也可按载卡主体的形体作成适合于使用安装的形状。本实施例采用长条矩形的平片形。

上述的IC芯片2，选用通常的γ020集成电路，用通常的方法固装于基片1的前侧平面中部。

上述的微带天线3、4，参见图1，用通常的铜合金或银合金材料，采用通常的敷设或电路印刷方法，固装于有IC芯片2的基片1的前侧平面上。两个微带天线分别位于IC芯片的两边，均呈凹凸式的多边形形状，在同一平面上。本实施例的微带天线3为不等边16边形，微带天线3有两个凹部，一个凹部在右侧中部，由相互垂直连接的两条边和其中的竖直边连接的上邻边形成，另一个凹部在下侧中部，由相互垂直且依次首尾相接的5条边形成。本实施例的微带天线4为不等边17边形，微带天线4也有两个凹部，一部凹部在左侧中部，由相互垂直的两条边和其中的竖直边依次连接的两条下邻边形成，另一个凹部在上侧中部，由依次首尾相接的5条边形成形成。从而两个微带天线相邻的中部形成对角线有开口的四方形的腔形框13，且腔形框13位于基片的中部。IC芯片2固定在腔形框中的基片上，IC芯片2的1、8脚分别焊接于腔形框13对边的微带天线3和微带天线4上的点14上。本实施例中，两个微带天线3、微带天线4的安装总长度L为60～150mm、宽度W为30～70mm。其中微带天线3的长度为30～65mm，微带天线4的长度为35～75mm。

上述的前盖6，用绝缘的有机材料如电介质用通常的模压方法制成后侧中部凹下呈由盖板与盖板四周的围边11构的扁平薄长条的前盖盒。将基片1的安装有IC芯片2、微带天线3、4的一面涂上粘胶层10，嵌入前盖盒内并粘紧在盒底面即前盖的后侧面上，压平至基片的后侧面与围边11的后端面齐平。由此制成的前盖组装件的厚度为1～5mm。

上述的盒体7，用绝缘的有机材料如电介质用通常的模压方法制成前侧中部凹下约2～9mm，呈由底板与底板四周的围边12构成的厚长条盒。在四周围边12的前端有台阶，能够容纳上述前盖组装件。

上述的金属片5，其形状大小与盒体7的内底面相同，厚度为0.1～1mm。将金属片5的后侧面涂上粘胶层9，放入盒体与其内底面，贴平粘结，压紧，使其金属片的前侧面与围边12的台阶面之间的相距0.3～8mm。由此构成盒体组装件，其厚度为3～10mm。

将上述前盖组装件的四周涂胶，再将前盖盒的盒口与盒体的盒口相对，将前盖组装件嵌入盒体组装件与盒体的台阶粘结，压紧至前盖的前侧面与盒体围边12的前端面齐平。从而金属片5与基片1平行，形成长方体形且厚度为0.3～8mm的间隔空腔8。由此构成本实施例的超高频段无线无源长距离识别卡。其总厚度等于盒体7的厚度，为3～10mm。

本实施例特别适用于安装在金属材料的载体上。

Claims (10)

1、一种超高频段无线无源长距离识别卡，包含盒体(7)连接前盖(6)所形成的盒腔中的绝缘的基片(1)及其上的IC芯片(2)，IC芯片(2)两侧分别连接片状的微带天线(3、4)，盒腔中的基片后方有与基片平行的金属片(5)，在金属片与基片之间有间隔空腔(8)，其特征在于两个微带天线均呈凹凸式的N边形，且N＞8。

2、根据权利要求1所述的超高频段无线无源长距离识别卡，其特征在于所说的IC芯片(2)、微带天线(3、4)均在基片(1)的前侧面上。

3、根据权利要求2所述的超高频段无线无源长距离识别卡，其特征在于所说的IC芯片(2)在两个微带天线(3、4)围成的腔形框(13)中。

4、根据权利要求3所述的超高频段无线无源长距离识别卡，其特征在于所说的盒体(7)与前盖(6)均呈四方体，前盖镶嵌粘连在盒体中，金属片(5)与盒体连接，前盖有盖板及其四周相连的围边(11)，盖板的厚度为1～5mm，基片(1)与前盖连接。

5、根据权利要求3所述的超高频段无线无源长距离识别卡，其特征在于本识别卡的厚度为3～10mm，所说的盒体(7)与前盖(6)均呈四方体，盒体有底板及其四周相连的围边(12)，前盖有盖板及其四周相连的围边(11)，前盖镶嵌粘连在盒体中。

6、根据权利要求1、2、3、4或5所述的超高频段无线无源长距离识别卡，其特征在于所说的两个微带天线(3、4)在同一平面上，所说的盒体(7)的内底面与金属片(5)间有粘胶层(10)，盒盖(6)的内侧面与基片(1)间有粘胶层(9)。

7、根据权利要求1、2、3、4或5所述的超高频段无线无源长距离识别卡，其特征在于所说的间隔空腔(8)的厚度为0.3～8mm。

8、根据权利要求1、2、3、4或5所述的超高频段无线无源长距离识别卡，其特征在于所说的金属片(5)的形状大小与盒体(7)底部相吻合，厚度为0.1～1mm。

9、根据权利要求1、2、3、4或5所述的超高频段无线无源长距离识别卡，其特征在于所说的两个微带天线(3、4)的安装总长度(L)为60～150mm、宽度(W)为30～70mm，所说的一个微带天线(3)的长度为30～65mm，另一个微带天线(4)的长度为35～75mm。

10根据权利要求1、2、3、4或5所述的超高频段无线无源长距离识别卡，其特征在于所说的IC芯片(2)为γ020集成电路，其1脚和8脚分别与所说的两个微带天线(3、4)围成的腔形框(13)对边上的点(14)相连接。

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