CN107004155B - Rfid应答器和rfid应答器网 - Google Patents

Abstract

一种RFID应答器(100)，包括可打印的表面(1)、天线元件(2)、IC(3)和布置在天线元件(2)下面的接地层(4)。接地层(4)包括穿过所述接地层(4)的一个或多个开口(6)，所述一个或多个开口用于使得能够穿过所述接地层(4)进行近场通信。

Description

RFID应答器和RFID应答器网

背景

本发明涉及RFID应答器。

本发明还涉及RFID应答器网(web，网装置)。

已知通过使用RFID打印机-编码器对RFID应答器进行编码。RFID打印机-编码器通常在RFID应答器的顶部打印如条形码或人类可读的视觉信息。通过打印机的读取器天线在RFID应答器的IC存储器内对相同的信息或者替代的不同的信息进行电子编程。

然而，一些RFID应答器具有可以将应答器的天线与打印机的读取器天线的辐射隔离的结构。RFID应答器的所述结构通常是所述应答器的天线的接地层(ground plane，接地面)。例如，如果打印机所具有的读取器天线在接地层下方，则通常不可能将读取器天线耦合到RFID应答器的天线。因此，RFID应答器不能在所述打印机中编码。

发明内容

从第一方面来看，可以提供一种RFID应答器，该RFID应答器包括可打印的表面、天线元件、IC、布置在天线元件下面的接地层，接地层包括穿过所述接地层的一个或多个开口，一个或多个开口用于使得能够穿过接地层进行近场通信。

因此，可以获得可在大多数RFID打印机中编码的RFID应答器。

从另一方面来看，可以提供一种RFID应答器网，该RFID应答器网包括：支撑基板；和一系列RFID应答器，一系列RFID应答器布置在所述支撑基板上，使得在两个连续的RFID应答器之间存在距离，应答器具有应答器厚度；以及布置在连续的RFID应答器之间的桥，桥具有桥厚度，应答器厚度和桥厚度相等或至少基本相等，并且其中桥不包括在与RFID应答器网分离的完整的RFID应答器中。

因此，可以获得显著降低RFID打印机-编码器的打印头、RFID编码器和RFID打印机的应力(stress)的RFID应答器网。

RFID应答器和RFID应答器网的特征在于独立权利要求的特征部分中所记载的内容。一些其他实施方案的特征在于其他权利要求中所记载的内容。本发明的实施方案也在本专利申请的说明书和附图中公开。本专利申请的发明内容也可以以所附权利要求所限定的以外的其他方式来限定。本发明的内容还可以由几个单独的发明形成，特别是如果根据表达或暗示的子任务或鉴于所获得的利益或利益群体来审查本发明时，尤其如此。因此，考虑单独的发明构思，所附权利要求中包含的一些限定可以是不必要的。在基本发明构思的范围内，本发明的不同实施方案的特征可以应用于其他实施方案。

在一个实施方案中，由介电材料制成的间隔层布置在天线元件与接地层之间。

在一个实施方案中，开口是狭槽或凹槽。

在一个实施方案中，开口具有圆形、椭圆形或多边形的形状。

在一个实施方案中，开口中的至少一个布置在被布置在天线元件中的阻抗匹配元件的下面。

在一个实施方案中，开口中的至少一个布置在被布置在天线元件中的辐射元件的下面。

在一个实施方案中，RFID应答器包括副天线，其中穿过接地层的一个或多个开口被布置成使得能够穿过接地层进行副天线的近场通信。

在一个实施方案中，桥的宽度小于RFID应答器的宽度。

在一个实施方案中，桥包括被布置成用于近场通信的副天线。

在一个实施方案中，桥包括接地层以及穿过所述接地层的一个或多个开口，一个或多个开口用于使得能够穿过接地层进行副天线的近场通信。

附图说明

在所附附图中更详细地描述了例示本公开内容的一些实施方案，在附图中：

图1是按其各层进行划分的示例性RFID应答器的示意性立体图，

图2是RFID打印机中示出的示例性RFID应答器的示意性侧视图，

图3是RFID应答器的总共十二种示例性接地层的示意性俯视图，以及

图4是示例性RFID标签网的示意性俯视图。

在附图中，为了清楚起见，简化地示出了一些实施方案。类似的部件在附图中用相同的附图标记进行标记。

具体实施方式

图1是按其各层进行划分的示例性RFID应答器的示意性立体图。RFID应答器100可以包括可打印的表面或面元件1、天线元件2、IC 3和阻抗匹配元件10。RFID应答器100还包括布置在天线元件2下面的接地层4。所述各层通常用合适的粘合剂层附接在一起并通过例如衬圈进行密封。

可打印涂层1布置在应答器100的顶侧TOP上。涂层1可以是由例如基于纸或塑料的材料制造的薄材料层或者是涂料层和/或漆层。

天线元件2和IC 3(以及另外的电子部件，如果有的话)可以被布置到包括介电基板的结构模块诸如嵌体5。

接地层4包括延伸穿过接地层4的至少一个开口6。

图1所示的RFID应答器100还包括间隔层7，该间隔层被布置成在天线元件2与接地层4之间形成距离。间隔层7由诸如聚乙烯PE、聚丙烯PP聚对苯二甲酸乙二醇酯PET的介电材料以实心或发泡形式制成。

间隔层7使得RFID应答器100能够附接到例如金属表面或由一些其他传导(conductive，导电)材料制成的表面上。

开口6在接地层4中建立近场元件，即，开口使得能够穿过接地层4进行近场通信。例如，如果RFID打印机-编码器的读取器天线在RFID应答器100的底侧BOT上，开口6使得可以将例如所述读取器天线与应答器的天线元件2耦合，从而使得能够对RFID应答器100进行编码，尽管与应答器的天线元件2相比，读取器天线位于接地层4的相反侧。

图2是RFID打印机-编码器9中示出的示例性RFID应答器的示意性侧视图，在图2中可以看到包括至少一个开口6的接地层4的一些优点。RFID打印机-编码器9可以是例如Zebra RZ600。

RFID打印机-编码器9的天线或耦合器8通常是产生与RFID应答器100的天线元件2的耦合的小环形天线或传输线。所述传输线可以是波导传输线、微带传输线、带状线传输线、同轴传输线或任何其他合适类型的传输线。在天线或传输线内行进的RF信号生成电磁场。该场在靠近所述天线或传输线处非常强，但是该场不充当天线，这意味着信号不会辐射到远场。小环形天线生成强磁场。

图2例示出了打印机天线8与天线元件2之间的电场。RFID应答器100的接地层4设置有开口6，来自打印机天线8的RF信号可以穿过该开口穿透至天线元件2。这意味着开口6允许天线元件2在RFID打印机-编码器9内部进行近场通信。

另一方面，在最终使用应用中在待加标签的对象上接地层4充当实心金属平面。

接地层4可以是RFID应答器100的一部分。应当注意，接地层4的一部分可以是待加标签的对象的一部分。

图3是RFID应答器的总共十二种示例性接地层的示意性俯视图。

第1号示出了呈现现有技术的接地层4。其中没有任何开口。

第2至12号示出了根据本发明的接地层4。也就是说，这些接地层包括延伸穿过接地层4的至少一个开口，所述开口用于使得能够穿过接地层4进行近场通信。

开口6可以是狭槽或凹槽，或者开口可以具有圆形、椭圆形或多边形的形状。开口6可以延伸到接地层4的边缘。开口6可以相对于接地层4纵向地、垂直地和/或对角地布置。开口的形状、不同形状的开口的组合和开口的位置被设计成使得布置在传导表面上或非传导表面上的RFID应答器100在编码过程和最终使用方面获得最佳性能。

接地层金属的形状可以用模切、激光切割、印刷或蚀刻或任何其他金属化方法来实现。

应当注意，接地层4的形状可以与本说明书的附图中所示的不同。接地层4的形状可以是例如圆形、椭圆形、多边形等。

根据一个构思，开口6中的至少一个布置在RFID应答器100的阻抗匹配元件10的下面。该结构的优点是可以增强RFID应答器100的天线元件2与打印机-编码器天线8之间的耦合，因为由打印机-编码器天线产生的磁场穿透阻抗匹配元件。

根据一个构思，开口6中的至少一个布置在天线元件2的辐射元件的下面。根据另一构思，开口6中的至少一个不是布置在天线元件的正下方，而是开口偏离天线元件。但是，打印机-编码器天线可以耦合到RFID应答器100的天线部分。该结构的优点是在最终使用应用的广泛变化，因为天线的最敏感部分——通常是阻抗匹配元件——由接地层4的实心部分保护。

图4是示例性RFID应答器网13的示意性俯视图。

为了获得RFID打印机-编码器的兼容性，RFID应答器100必须是薄的。大多数RFID打印机-编码器将与小于1mm厚的RFID应答器100一起工作。这也适用于RFID编码器，即用于编码RFID应答器但不具有打印装置的设备；并且也适用于RFID打印机，即能够在RFID应答器上进行打印但不具有编码装置的设备。

RFID应答器网13包括支撑基板11和一系列RFID应答器100，这一系列RFID应答器布置在所述支撑基板11上，使得在两个连续的RFID应答器100之间存在距离D。应答器具有由图4中的虚线表示的应答器厚度T。

由于在两个连续的RFID应答器100之间存在间隙14，RFID应答器100的厚度T对打印头造成了挑战。间隙14对RFID打印机-编码器9的打印头造成了显著负荷。为了克服这个问题，RFID应答器网13包括布置在两个连续的RFID应答器100之间的桥12。该桥具有桥厚度t，该桥厚度与应答器厚度T相等或至少基本相等。桥厚度t由图4中的虚线表示。桥12显著降低了RFID打印机-编码器的打印头、RFID编码器和RFID打印机的应力。

桥12可以由例如通常会从应答器网13移除的层压工艺材料制造。换句话说，一块所谓的“废料”不被移除，而是被留在RFID应答器100之间。桥12可以具有任何合适的形状。

桥12被设计成使得RFID打印机-编码器9的传感器能够检测RFID应答器100的边缘。根据一个构思，桥12的宽度w小于RFID应答器100的宽度W。传感器类型一般是电容传感器或光学传感器。

桥12与经编码的RFID应答器100分离。

根据一个构思，RFID应答器100包括副天线15，该副天线适于与例如RFID打印机-编码器或RFID编码器进行近场通信。副天线15可以具有偶极子或环形天线的结构或用于RFID应答器的任何其他天线结构。副天线15连接到IC 3。IC 3可以具有两个天线端口，使得第一号端口连接到主天线或天线元件2，用于远场通信；而第二号端口用于近场通信。可替代地，IC 3包括仅一个天线端口。在这种情况下，副天线15以使得其对主天线的性能没有显著影响的方式连接到主天线。副天线15与IC 3的连接可以是电流连接、电感连接或电容连接。应当注意，为了清楚起见，RFID应答器100的部件和桥(如果有的话)的部件仅分别在一个应答器和一个桥中示出。

此外，RFID应答器100包括穿过接地层4的、由虚线示出的一个或多个开口6，所述开口使得能够以原理上与先前关于天线元件2所论述的相同的方式穿过接地层4进行副天线15的近场通信。

应当注意，布置在RFID应答器100中的副天线15也可以在没有桥12的实施方案中使用。

根据另一实施方案，用于近场通信的副天线15布置在桥12中。该实施方案也在图4中示出。要强调的是，副天线15布置在RFID应答器100中或布置在桥12中，但通常不布置在RFID应答器100和桥12两者中。这里同样地，副天线15与IC 3的连接可以是电流连接、电感连接或电容连接。电流连接可以要求在电流连接线中存在穿孔(perforation)16等，以便于在编码之后将RFID应答器100与桥100分离。

桥12可以包括接地层4和穿过所述接地层4的一个或多个开口6，所述开口用于使得能够穿过接地层4进行副天线的近场通信。

本发明不仅限于上述实施方案，而是在由随附权利要求限定的发明概念的范围内可以有许多变型。在发明概念的范围内，不同实施方案和应用的属性可以与另一实施方案或应用的属性结合使用或替换另一实施方案或应用的属性。

附图和相关描述仅旨在例示本发明的构思。本发明可以在随后的权利要求中限定的发明构思的范围内在细节上变化。

附图标记

1 可打印涂层

2 天线元件

3 IC

4 接地层

5 嵌体

6 开口

7 间隔层

8 打印机-编码器天线

9 RFID打印机-编码器

10 阻抗匹配元件

11 支撑基板

12 桥

13 RFID应答器网

14 间隙

15 副天线

16 穿孔

100 RFID应答器

BOT 底侧

D 距离

T 应答器厚度

t 桥厚度

TOP 顶侧

RF 射频

W RFID应答器的宽度

w 桥的宽度

Claims (10)

1.一种RFID应答器，包括：

可打印的表面，

天线元件，

IC，

接地层，布置在所述天线元件下面，

所述接地层包括穿过所述接地层的一个或多个开口，所述一个或多个开口用于使得能够穿过所述接地层进行近场通信。

2.根据权利要求1所述的RFID应答器，其中，由介电材料制成的间隔层布置在所述天线元件与所述接地层之间。

3.根据权利要求1所述的RFID应答器，其中，所述开口是狭槽或凹槽。

4.根据权利要求2所述的RFID应答器，其中，所述开口是狭槽或凹槽。

5.根据权利要求1所述的RFID应答器，其中，所述开口具有圆形、椭圆形或多边形的形状。

6.根据权利要求2所述的RFID应答器，其中，所述开口具有圆形、椭圆形或多边形的形状。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的RFID应答器，其中，所述开口中的至少一个布置在被布置在所述天线元件中的阻抗匹配元件的下面。

8.根据权利要求1-6中的任一项所述的RFID应答器，其中，所述开口中的至少一个布置在被布置在所述天线元件中的辐射元件的下面。

9.根据权利要求1-6中的任一项所述的RFID应答器，包括副天线，其中穿过所述接地层的所述一个或多个开口被布置成使得能够穿过所述接地层进行所述副天线的近场通信。

10.根据权利要求7所述的RFID应答器，包括副天线，其中穿过所述接地层的所述一个或多个开口被布置成使得能够穿过所述接地层进行所述副天线的近场通信。