全文摘要
本实用新型属于RFID技术领域，具体涉及一种嵌入水表装配体中的异形RFID标签。它解决了现有的RFID标签装入水表内部结构不紧凑等问题。本嵌入水表装配体中的异形RFID标签，包括标签基板，标签基板设有标签天线，标签基板被中轴线分为左基板和右基板，标签天线包括左侧辐射臂和右侧辐射臂，左侧辐射臂位于左基板上，右侧辐射臂位于右基板上，左侧辐射臂和右侧辐射臂沿中轴线对称设置，右侧辐射臂包括纵向走线一和纵向走线二，右基板上开设有横跨纵向走线一和纵向走线二的通孔一，纵向走线一和纵向走线二之间还设有铜圆环一，铜圆环一沿通孔一边沿设置，连接纵向走线一和纵向走线二。本实用新型实现了使RFID标签位于水表内，并实现与水表的装配紧凑。
设计方案
1.一种嵌入水表装配体中的异形RFID标签，包括标签基板(1)，标签基板(1)设有标签天线(26)，标签基板(1)被中轴线分为左基板(1a)和右基板(1b)，标签天线(26)包括左侧辐射臂(2)和右侧辐射臂(3)，左侧辐射臂(2)位于左基板(1a)上，右侧辐射臂(3)位于右基板(1b)上，所述左侧辐射臂(2)和右侧辐射臂(3)沿中轴线对称设置，所述右侧辐射臂(3)包括纵向走线一(4)和纵向走线二(5)，其特征在于，右基板(1b)上开设有横跨纵向走线一(4)和纵向走线二(5)的通孔一(7)，所述纵向走线一(4)和纵向走线二(5)之间还设有铜圆环一(6)，所述铜圆环一(6)沿通孔一(7)边沿设置连接纵向走线一(4)和纵向走线二(5)。
2.根据权利要求1所述的嵌入水表装配体中的异形RFID标签，其特征在于，所述右侧辐射臂(3)还包括纵向走线三(8)，所述纵向走线三(8)间隔设置在纵向走线二(5)左侧，所述右基板(1b)上还设有横跨纵向走线二(5)和纵向走线三(8)的通孔二(9)，所述纵向走线二(5)与纵向走线三(8)之间还设有铜圆环二(10)，所述铜圆环二(10)沿通孔二(9)的边沿设置连接纵向走线二(5)和纵向走线三(8)。
3.根据权利要求1所述的嵌入水表装配体中的异形RFID标签，其特征在于，所述右侧辐射臂(3)还包括间隔设置的纵向走线四(11)和纵向走线五(12)，所述纵向走线四(11)和纵向走线五(12)位于纵向走线三(8)的左侧，所述右基板(1b)上还设有连接纵向走线三(8)和纵向走线四(11)的下横向走线(13)，下横向走线(13)位于纵向走线四(11)的下端，纵向走线四(11)的上端位于通孔二(9)的边沿，纵向走线五(12)的上端朝纵向走线四(11)设有上横向走线(14)，上横向走线(14)与纵向走线四(11)之间通过铜圆环三(15)连接，所述铜圆环三(15)沿通孔二(9)的边沿设置。
4.根据权利要求1或2或3所述的嵌入水表装配体中的异形RFID标签，其特征在于，所述标签基板(1)的中部还设有通孔三(16)，所述标签基板(1)上还设有天线辐射臂(17)，天线辐射臂(17)的下方设有与其相连的天线阻抗匹配环(18)，所述天线辐射臂(17)和天线阻抗匹配环(18)围绕通孔三(16)设置呈矩形，所述天线辐射臂(17)上设有标签芯片(19)。
5.根据权利要求4所述的嵌入水表装配体中的异形RFID标签，其特征在于，所述天线阻抗匹配环(18)包括一条横向阻抗匹配边(18a)，横向阻抗匹配边(18a)的两端设有纵向阻抗匹配边(18b)。
6.根据权利要求5所述的嵌入水表装配体中的异形RFID标签，其特征在于，所述标签基板(1)上还设有加载横条(20)。
7.根据权利要求4所述的嵌入水表装配体中的异形RFID标签，其特征在于，所述右侧辐射臂(3)还包括纵向走线六(21)，所述纵向走线六(21)与天线辐射臂(17)的右端相连，纵向走线六(21)与纵向走线五(12)之间还间隔设置有纵向走线七(22)、纵向走线八(23)和纵向走线九(24)，纵向走线五(12)、纵向走线六(21)、纵向走线七(22)、纵向走线八(23)和纵向走线九(24)之间通过铜走线(25)连接。
8.根据权利要求4所述的嵌入水表装配体中的异形RFID标签，其特征在于，所述通孔一(7)的直径为4.5mm，铜圆环一(6)的内径为4.5mm、外径为5.7mm；通孔二(9)的直径为7.5mm，铜圆环二(10)与铜圆环三(15)的内径均为7.5mm、外径均为8.7mm。
9.根据权利要求6所述的嵌入水表装配体中的异形RFID标签，其特征在于，所述纵向阻抗匹配边(18b)宽度为0.2-0.8mm，长度为5.2-7.2mm，横向阻抗匹配边(18a)宽度为0.5-1.2mm，长度为12-18mm，加载横条(20)位于标签芯片(19)上方0.3-2mm处，加载横条(20)的宽度为0.5-1mm，长度为2-6mm。
设计说明书
技术领域
本实用新型属于RFID技术领域，具体涉及一种嵌入水表装配体中的异形RFID标签。
随着物联网技术的发展，人与人、人与物、物与物需要在任何时间、任何地点都能通过信息传感设备建立进行信息交换和通讯的连接，实现对人与物的智能化识别、定位、追踪、监控和管理功能。因此需要满足各种需求的RFID标签来完成这项任务。
在将水表纳入物联网体系的进程中，由于水表内部结构复杂，目前市场上有关水表用的RFID标签都是通过粘贴或悬挂的方式将RFID标签附着在水表表面，有着损耗率高、稳定性差、物品信息容易被人为破坏等缺点。
现有RFID标签如果需要装入水表内部，会扩大RFID的尺寸大小，导致结构不紧凑。如中国专利(授权公告号为CN 207663468U)的一种集成于水表的RFID标签，将其装配至水表内需要避开RFID标签上的走线，增加RFID标签的体积，用于开设与水表装配体中的圆柱体配合的定位孔或连接孔，导致结构不紧凑。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种嵌入水表装配体中的异形RFID标签，本实用新型所要解决的技术问题是：如何使RFID标签位于水表内，实现与水表的装配紧凑。
本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：
一种嵌入水表装配体中的异形RFID标签，包括标签基板，标签基板设有标签天线，标签基板被中轴线分为左基板和右基板，标签天线包括左侧辐射臂和右侧辐射臂，左侧辐射臂位于左基板上，右侧辐射臂位于右基板上，所述左侧辐射臂和右侧辐射臂沿中轴线对称设置，所述右侧辐射臂包括纵向走线一和纵向走线二，其特征在于，右基板上开设有横跨纵向走线一和纵向走线二的通孔一，所述纵向走线一和纵向走线二之间还设有铜圆环一，所述铜圆环一沿通孔一边沿设置，连接纵向走线一和纵向走线二。
在标签基板上开设的通孔一能够避免与水表内的圆柱状装配结构发生干涉，节约水表内的空间，使异形RFID标签与水表装配紧凑。通过圆弧连接纵向走线一与纵向走线二，降低高频信号传输过程中的反射损耗，从而降低天线导体的损耗。同时将标签基板上被通孔破坏的区域尽可能利用上，使异形RFID标签本身具有紧凑的结构，增大天线雷达截面积与天线有效辐射长度，提高增益，改善阻抗匹配。
在上述的嵌入水表装配体中的异形RFID标签中，所述右侧辐射臂还包括纵向走线三，所述纵向走线三间隔设置在纵向走线二左侧，所述右基板上还设有横跨纵向走线二和纵向走线三的通孔三，所述纵向走线二与纵向走线三之间还设有铜圆环二，所述铜圆环二沿通孔二的边沿设置，连接纵向走线二和纵向走线三。通过圆弧连接纵向走线二与纵向走线三，降低高频信号传输过程中的反射损耗，从而降低天线导体的损耗。同时将标签基板上被通孔破坏的区域尽可能利用上，增大天线雷达截面积与天线有效辐射长度，提高增益，改善阻抗匹配。
在上述的嵌入水表装配体中的异形RFID标签中，所述右侧辐射臂还包括间隔设置的纵向走线四和纵向走线五，所述纵向走线四和纵向走线五位于纵向走线三的左侧，所述右基板上还设有连接纵向走线三和纵向走线四的下横向走线，下横向走线位于纵向走线四的下端，纵向走线四的上端位于通孔二的边沿，纵向走线五的上端朝纵向走线四设有上横向走线，上横向走线与纵向走线四之间通过铜圆环三连接，所述铜圆环三沿通孔二的边沿设置。通过圆弧形式连接上横向走线与纵向走线四，降低高频信号传输过程中的反射损耗，从而降低天线导体的损耗。
在上述的嵌入水表装配体中的异形RFID标签中，所述标签基板的中部还设有通孔三，所述标签基板上还设有天线辐射臂，天线辐射臂的下方设有与其相连的天线阻抗匹配环，所述天线辐射臂和天线阻抗匹配环围绕通孔三设置呈矩形，所述天线辐射臂上设有标签芯片。标签天线所接受电磁信号经天线辐射臂输入标签芯片中完成标签读写操作。
在上述的嵌入水表装配体中的异形RFID标签中，所述天线阻抗匹配环包括一条横向阻抗匹配边，横向阻抗匹配边的两端设有纵向阻抗匹配边。通过设置合适的天线阻抗匹配环可以有效调节标签天线整体阻抗，降低标签芯片与天线辐射臂连接端口的回波损耗，提高天线性能。
在上述的嵌入水表装配体中的异形RFID标签中，所述标签基板上还设有加载横条。引入横条加载可以在加载横条与天线辐射臂之间产生等效电容，增加天线边缘电场对应的等效导纳，有助于提高带宽。
在上述的嵌入水表装配体中的异形RFID标签中，所述右侧辐射臂还包括纵向走线六，所述纵向走线六与天线辐射臂的右端相连，纵向走线六与纵向走线五之间还间隔设置有纵向走线七、纵向走线八和纵向走线九，纵向走线五、纵向走线六、纵向走线七、纵向走线八和纵向走线九之间通过铜走线连接。右侧辐射臂中的纵向走线四、纵向走线五、纵向走线六、纵向走线七、纵向走线八、纵向走线九和铜走线的设置，使标签天线在不损失电长度的情况下保持较小的面积，满足标签天线在阻抗匹配条件下的小型化要求。
在上述的嵌入水表装配体中的异形RFID标签中，所述通孔一的直径为4.5mm，铜圆环一的内径为4.5mm、外径为5.7mm；通孔二的直径为7.5mm，铜圆环二与铜圆环三的内径均为7.5mm、外径均为8.7mm。圆环紧贴通孔使得标签天线最大化利用标签基板上的面积，有助于提高标签天线雷达截面积，增大天线增益。
在上述的嵌入水表装配体中的异形RFID标签中，所述纵向阻抗匹配边宽度为0.2-0.8mm，长度为5.2-7.2mm，横向阻抗匹配边宽度为0.5-1.2mm，长度为12-18mm，加载横条位于标签芯片上方0.3-2mm处，加载横条的宽度为0.5-1mm，长度为2-6mm。通过对隔壁间尺寸的的控制使异形RFID标签结构紧凑。
与现有技术相比，本嵌入水表装配体中的异形RFID标签具有以下优点：
1、使RFID标签位于水表内，并实现与水表的装配紧凑。
2、在天线末端采用弧形走线连接方式取代直角弯折，降低高频信号传输过程中的反射损耗，有效控制天线的导体损耗。
3、在天线基板面积被水表装配体限制的情况下，通过牺牲部分纵向走线的长度来增大天线有效辐射长度与雷达截面积，改善阻抗匹配与增益情况。
4、通过在通孔附近增大纵向走线的间距，减小通孔处周边介电常数变化对标签天线性能的影响。
附图说明
图1是异形RFID标签的整体结构示意图。
图2是右侧辐射臂的结构视图。
图3是异形RFID标签嵌入水表装配体中的结构示意图。
图4是异形RFID标签中右侧辐射臂被截断的结构示意图。
图中，1、标签基板；1a、左基板；1b、右基板；2、左侧辐射臂；3、右侧辐射臂；4、纵向走线一；5、纵向走线二；6、铜圆环一；7、通孔一；8、纵向走线三；9、通孔二；10、铜圆环二；11、纵向走线四；12、纵向走线五；13、下横向走线；14、上横向走线；15、铜圆环三；16、通孔三；17、天线辐射臂；18、天线阻抗匹配环；18a、横向阻抗匹配边；18b、纵向阻抗匹配边；19、标签芯片；20、加载横条；21、纵向走线六；22、纵向走线七；23、纵向走线八；24、纵向走线九；25、铜走线；26、标签天线。
具体实施方式
以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。
如图1和图3所示，异形RFID标签嵌入在水表装配体中，水表上具有若干个柱状体，异形RFID标签上开设有能够被这些柱状体管穿的通孔一7、通孔二9和通孔三16。
如图1和图3所示，异形RFID标签包括标签基板1，标签基板1由厚度为0.6mm的PCB板制成。标签基板1上设有标签天线26，标签天线26的材料为铜，标签天线26的相对介电常数为1，相对磁导率为0.999991。
如图1和图2所示，标签基板1被中轴线分为左基板1a和右基板1b，标签天线26包括左侧辐射臂2和右侧辐射臂3，左侧辐射臂2位于左基板1a上，右侧辐射臂3位于右基板1b上，左侧辐射臂2和右侧辐射臂3沿中轴线对称设置，右侧辐射臂3经过弯折、卷曲和对称处理后形成异形偶极子天线。
如图1、图2和图4所示，右侧辐射臂3包括纵向走线一4和纵向走线二5，纵向走线一4和纵向走线二5的其中一端被通孔一7截断，纵向走线一4和纵向走线二5之间通过铜圆环一6连接，铜圆环一6沿通孔一7边沿设置，通孔一7的直径为4.5mm，铜圆环一6的内径为4.5mm、外径为5.7mm。
如图1、图2和图4所示，右侧辐射臂3还包括纵向走线三8，纵向走线三8间隔设置在纵向走线二5左侧，纵向走线二5的一端和纵向走线三8的另一端被通孔二9截断，纵向走线二5与纵向走线三8之间通过铜圆环二10连接，铜圆环二10沿通孔二9的边沿设置，通孔二9的直径为7.5mm，铜圆环二10的内径为7.5mm、外径为8.7mm。
如图1、图2和图4所示，右侧辐射臂3还包括位于纵向走线三8的左侧还间隔设置有纵向走线四11和纵向走线五12，纵向走线三8和纵向走线四11之间通过宽度为0.6mm的下横向走线13连接，下横向走线13位于纵向走线四11的下端，纵向走线四11的上端位于通孔二9的边沿，纵向走线五12的上端朝纵向走线四11设有上横向走线14，上横向走线14的宽度为0.6mm,上横向走线14与下横向走线13垂直距离为6.8mm。上横向走线14与纵向走线四11之间通过铜圆环三15连接，铜圆环三15沿通孔二9的边沿设置，圆环三的内径为7.5mm、外径均为8.7mm。
如图1和图2所示，纵向走线一4、纵向走线二5、纵向走线三8和纵向走线四11相邻两走线之间的间距为2.6mm。
如图1和图2所示，所述右侧辐射臂3还包括位于纵向走线五12右侧间隔设置的纵向走线六21、纵向走线七22、纵向走线八23和纵向走线九24。纵向走线四11、纵向走线五12、纵向走线六21、纵向走线七22、纵向走线八23和纵向走线九24之间的间距为1mm。纵向走线六21的长度为0.8mm。纵向走线五12、纵向走线六21、纵向走线七22、纵向走线八23和纵向走线九24之间通过铜走线25连接，铜走线25位于分布在上横向走线14或下横向走线13的延长线上。
如图1所示通孔三16位于标签基板1的中部，标签基板1上还设有天线辐射臂17，天线辐射臂17的下方设有与其相连的天线阻抗匹配环18，天线辐射臂17和天线阻抗匹配环18围绕通孔三16设置呈矩形，天线辐射臂17上设有标签芯片19，标签芯片19通过SMT的方式与天线辐射臂17相连。天线辐射臂17的右端与右侧辐射臂3的纵向走线六21连接。
如图1所示，天线阻抗匹配环18包括一条横向阻抗匹配边18a，横向阻抗匹配边18a的两端设有纵向阻抗匹配边18b，所述纵向阻抗匹配边18b宽度为0.5mm，长度为6.2mm，横向阻抗匹配边18a宽度为0.85mm，长度为14.6mm。标签基板1上还设有加载横条20，加载横条20位于标签芯片19上方0.7mm处，加载横条20的宽度为0.6mm，长度为4mm。
如图4所示，如若异形RFID标签不嵌入水表装配体内时，纵向走线一4、纵向走线二5、纵向走线三8、纵向走线四11和纵向走线五12之间均通过上横向走线14或下横向走线13连接，但由于需要将异形RFID标签嵌入水表装配体内，必然需要对于水表内的各种柱状体进行让位，迫使右侧辐射臂3被截断，截断后电信号无法顺利传输，因此通过铜圆环一6、铜圆环二10和铜圆环三15来替代被截断的部分，使异形RFID标签能够正常工作。
为了清楚表述标签基板1上的走线，将其进行了分割命名，实质上左侧辐射臂2、右侧辐射臂3、天线辐射臂17和天线阻抗匹配环18是由铜线折弯一体形成的。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201921135039.9
申请日:2019-07-18
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:33(浙江)
授权编号:CN209895373U
授权时间:20200103
主分类号:G06K19/077
专利分类号:G06K19/077;H01Q1/22;H01Q1/38
范畴分类:40B;
申请人:温岭甬岭水表有限公司
第一申请人:温岭甬岭水表有限公司
申请人地址:317500 浙江省台州市温岭市城西街道九龙大道1039号
发明人:洪涛;贺则昊;黄炎光;邵良君;张新忠
第一发明人:洪涛
当前权利人:温岭甬岭水表有限公司
代理人:公孙鸿健
代理机构:33263
代理机构编号:台州市方信知识产权代理有限公司 33263
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计