ued体育app官方下载:纸基RFID包装箱标签天线规划

来源：ued体育app官方下载    发布时间：2026-07-14 05:28:09

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  近年来，射频辨认（Radio frequency of identification， RFID）技能，特别是在物流供应链上的产品包装箱标识和主动盯梢办理技能的研讨及运用快速地开展。典型的RFID系统由RFID读写器和RFID标签组成， RFID标签依托读写器发射的电磁信号供电，并经过反射调制电磁信号与读写器通讯。RFID标签由RFID标签芯片和标签天线组成。RFID标签天线与标签芯片之间的阻抗匹配程度，决议了RFID标签的供电功率和读写间隔。是影响RFID标签性能指标的重要的要素。包装箱内的物品与RFID标签天线非常接近，而其体积相对标签天线来说近似无穷大，对标签天线的阻抗有相当大的影响。因而， RFID标签天线的规划必须将周围环境的影响，特别是物品介质的影响考虑进去。

  现在讨论周围介质对天线影响的研讨首要运用在于雷达天线罩规划，涉及到军事技能，故国表里揭露的文献较少。这篇文章侧重讨论RFID标签周围环境对标签天线阻抗特性的影响，提出了一种对包装箱内物品不灵敏的通用RFID标签天线规划办法，无需为特定产品订制专用的RFID标签。

  1包装箱环境对RFID标签天线所示，为防止在转移过程中磨损，一般RFID标签固定贴附在包装箱的内壁。

  本文研讨的RFID标签天线为在纸质基板外表电镀铝箔印刷构成的天线图形。天线为规范白卡纸（介电常数r = 2. 5 ） ，纸质基板厚度为1mm.标签天线选用弯折线加载偶极子天线所示。

  图2 RFID标签天线所示，包装箱内的物品等效于一个均匀的介质层， RFID标签天线的铝箔层夹在纸基包装箱壁和标签天线基板之间，而基板下面是无穷大的均匀介质“物品”层（以下简称物品）。

  物品的介电常数和厚度是影响RFID标签天线的重要的要素。以下假定包装箱壁的厚度为1mm，介电常数r = 3. 3，以物品厚度d和介电常数r为参数，用IE3D软件仿线 MHz频段上物品介电常数对标签天线电阻和电抗的影响，如图4和图5所示。

  图中物品的介电常数取常见介电常数值1～8，以及81. 5 （81. 5是水在规范状态温度25℃，大气压力0. 101MPa下的介电常数值）。由图4和图5可见， d对RFID标签天线的电阻和电抗影响较小，特别是当d 50 mm的时分（一般的d均大于50 mm） ，包装箱的容积对RF I标签天线阻抗匹配基本上没有什么影响。影响标签天线阻抗的外因首要是空气层厚度h和r.

  而r对标签天线阻抗的影响非常大，在某些介电常数值上，天线 k，电抗到达1. 5 k。而RFID标签天线阻抗受包装箱内物品介电常数的影响，阻抗值动摇非常剧烈。因而，为了与常见的RFID标签芯片相匹配，需求针对特定产品订制包装箱的RFID标签天线。但现代社会中产品不下数十万种，为每种产品订制不同的RFID标签天线的工作量太浩繁，严峻阻止RFID技能在物流范畴的推广运用。因而，研发对物品介电常数不灵敏的通用RFID标签天线，是RFID技能推广运用的要害突破点。

  为使RFID标签天线对包装箱内的物品介电常数不灵敏，本文规划了一种悬置微带多层介质结构的RFID标签天线：在原有的RFID标签天线基板下增加空气层（发泡塑料填充）和金属层（铝箔或导电油墨掩盖） ，构成3层结构的RFID标签天线基板，简称为RFID标签（Ⅰ）结构，如图6所示。

  以下假定包装箱壁厚度为1 mm，r = 3. 3，d = 200 mm，以h和r为参数，用IE3D东西仿线 MHz频段上物品的介电常数对新RFID标签天线（Ⅰ）电阻和电抗的影响，如图7和图8所示。其间物品的介电常数值增加了肉类（脂肪）在规范状态（25℃， 0. 101 MPa）下的介电常数值58.

  从图7和图8中可以精确的看出，选用新标签（Ⅰ）时，当h2 mm时，新标签天线（Ⅰ）的电阻和电抗曲线较陡峭，对物品介电常数不灵敏。动摇范围在50～100之间。但由于RFID标签IC的电阻较小（20左右） ，而标签天线）依然太大，与RFID标签芯片匹配存在困难。

  为了进一步改进RFID标签天线对物品介电常数的适应性，本文提出了把空气层和金属层面积扩展一倍，即选用2倍于标签天线概括面积的空气层和金属层面积的标签结构，简称为RF ID标签（Ⅱ）结构，如图9所示。

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