CN101236612B

CN101236612B - 射频识别标签

Info

Publication number: CN101236612B
Application number: CN2008100020654A
Authority: CN
Inventors: 山雅城尚志; 马庭透; 甲斐学
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2007-01-31
Filing date: 2008-01-09
Publication date: 2011-04-06
Anticipated expiration: 2028-01-09
Also published as: KR20080071890A; TWI366794B; DE602007012822D1; JP5076519B2; EP1953867B1; KR101012528B1; TW200832234A; CN101236612A; JP2008187601A; EP1953867A1; US20080180328A1; US8068057B2

Abstract

本发明公开了一种RFID标签，其具有标签天线和标签LSI，所述RFID标签包括：电源部件，在电源部件中，所述标签LSI安装在电源图案部分；多个贴片天线，用作标签天线并且尺寸不同；高频耦合部分，用于通过高频耦合将所述电源部件与各所述贴片天线进行耦合。

Description

射频识别标签

技术领域

本发明涉及一种包括天线和标签大规模集成电路(LSI)的射频识别(RFID)标签，更具体地讲，本发明涉及一种具有多个不同尺寸的贴片天线作为标签天线的RFID标签，从而使得所述RFID标签能够用于使用不同发送频率的多个区域中。

背景技术

通常，在配送行业、运输行业等中，广泛用作控制和管理各种产品信息的方法的一种方法是在其中将条形码印刷到或粘贴到产品自身或产品箱上并且由条形码读取器对该条形码进行读取的方法。然而，在该处理条形码的方法中，由于条形码读取器必需与条形码接触，所以读取条形码的工作有些麻烦。另外，在传统条形码处理方法中，存在不能够对条形码自身添加或更新新的信息的问题。因此，近年来，替代条形码，正在需求将RFID(射频识别)标签贴到产品等中并且通过无线电通信(电磁耦合)无接触地读取该产品信息的方法并且已经将该方法进行实际使用。在RFID标签中，用于发送信息的无线电通信功能已经被添加到IC卡的功能中，并且包括能够存储信息的非易失性存储器并且没有电池(电源部分)。因此，当标签读取装置无接触地从RFID标签的存储器中读取信息时，它通过电磁波向RFID标签提供电力，并且从该存储器读取信息。通过使用RFID标签，能够显著提高可使用性，并且通过使用诸如校验功能和加密功能的技术，可以保持良好安全性。

图21是用于解释RFID标签的附图，其中，读取装置1将用发送数据调制后的无线电信号(电磁波)从天线2发送到RFID标签3。RFID标签3的天线3a将接收到的信号输入到整流电路3b和调制/解调电路3c。整流电路3b将无线电信号转换成DC电压并且将该DC电压提供到调制/解调电路3c和用作电源的逻辑电路3d。调制/解调部分3c对从读取装置1发送的控制数据进行解调并且将该结果输入到逻辑电路3d。逻辑电路3d根据控制数据(命令)执行逻辑处理；例如，它读取存储在内部存储器中的信息并且将其输入到解调/调制电路3c。调制/解调电路3c使用从逻辑电路3d输入的信息来调制载波，并且从天线3a将该载波发送到读取装置1。

已经提出了各种类型的RFID标签。作为其中之一，本发明的发明人已经提出了一种UHF波段RFID标签，所述UHF波段RFID标签包括：电源图案部分，在其上安装有标签LSI；贴片天线，用作标签天线；以及高频耦合部分，用于在电源图案部分与贴片天线之间执行高频耦合(对照第2006-216727号日本专利申请)。通过这种UHF RFID标签，即使当这种标签粘贴到金属或液体物体上，通信距离也不会下降，并且不需要为了供电而在贴片天线中开孔或者使用阻抗转换电路，从而这种标签的优点在于它能够做得小而薄，然而，存在频带窄并且当频率偏离贴片天线的谐振频率时增益迅速变小的问题。由于窄频带和弱增益特征，在要求宽频带的情况下，不能够使用这种已提出的UHF波段RFID标签。换言之，发送频率根据国家而不同，例如，在日本，使用的发送频率是952到954MHz，在USA，使用的发送频率是902到928MHz，在欧洲，使用的发送频率是869.4到869.65MHz，从而上述的具有窄频率的RFID标签不能够应用到将在多个国家使用中的产品或部件中来管理产品信息。

作为现有技术，存在可以在多个频率中使用的多波段RFID标签(对照第JP10-70411A号日本专利申请)。如图22的(A)所示，这个RFID标签包括一种结构，其中，一个H型贴片天线5由图22的(B)所示的多个线部件6替代，从而通过改变线部件6a和6b的长度，该标签能够对应于图22的(C)所示的多个频率(7.8GHz、10.8GHz)。然而，通过这种现有技术的RFID标签，频率必需彼此充分分离，并且存在当这些频率相对靠近时不能够使用这种标签的问题。换言之，在使用在日本、USA以及欧洲的频率的情况下(即这些频率相对靠近的情况下)，不能够使用这种标签。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种具有宽频带的RFID标签。

本发明的另一个目的在于提供一种能够在利用不同发送频率的多个区域中使用的RFID标签。

本发明的另一个目的在于提供一种即使当在多个区域中使用的发送频率相对靠近时也能够使用的RFID标签。

本发明公开了一种具有标签天线和标签LSI的RFID标签，所述RFID标签包括：电源部件，在其中所述标签LSI安装在电源图案部分；多个贴片天线，用作标签天线，并且尺寸不同；以及高频耦合部分，用于通过高频耦合将所述电源部件与各所述贴片天线进行耦合。

所述电源图案部分包括环图案，并且所述高频耦合部分通过高频耦合将所述环图案与各所述贴片天线进行耦合；或者所述电源图案部分包括线性天线图案，以及所述高频耦合部分通过高频耦合将所述线性天线图案与各所述贴片天线进行耦合；或者所述电源图案部分包括由环图案和线性天线图案组成的图案，以及所述高频耦合部分通过高频耦合将所述环图案或线性天线图案与各所述贴片天线进行耦合。

通过本发明，所述RFID标签包括用作标签天线并且具有不同尺寸的多个贴片天线，从而可以增加频率带宽，也能够增加用于日本、USA和欧洲的RFID标签的发送频率的增益，以及提供能够使用在利用这些不同发送频率的多个区域(日本、USA、欧洲)中的RFID标签。

通过本发明，所述电源图案部分和贴片天线通过高频耦合进行耦合，从而不需要为了提供电源在贴片天线上形成孔，并且由此，简化了电源部分的结构。

通过本发明，通过调整环图案或线性天线(单极图案)的长度或者通过调整所述图案与贴片天线之间的相对位置和长度，可以调整标签天线与标签LSI之间的阻抗匹配。因此，不需要阻抗转换电路，并且可以使得RFID标签更小更薄。

通过本发明，能够通过剪切所述贴片天线的一部分以形成H形状贴片或C形状贴片来减小所述RFID标签的尺寸。此外，通过本发明，可以通过沿对角剪切掉所述贴片天线的角部或者通过在所述贴片天线中形成对角狭缝，来接收和发射圆偏振波。

通过结合附图进行的以下描述，本发明的其他特征和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1A和1B是解释本发明的第一实施方式的RFID标签的附图；

图2A和2B是解释贴片天线的接收和发送原理的附图；

图3A和3B是解释本发明的第一实施方式的RFID标签的尺寸的实施例的附图；

图4A和4B是示出了本发明的第一实施方式的标签天线的阻抗的Smith图表；

图5是包括标签LSI和标签天线的RFID标签的等效电路；

图6是示出了当频率从820MHz改变到1000MHz时本发明的第一实施方式的标签天线的增益的附图；

图7是示出了当频率从820MHz改变到1000MHz时本发明的第一实施方式的S参数S11的仿真结果的附图；

图8是示出了当频率从820MHz改变到1000MHz时本发明的第一实施方式的通信距离的附图；

图9A和9B是解释本发明的第二实施方式的RFID标签的附图；

图10A和10B是示出了本发明的第二实施方式的RFID标签的尺寸的实施例的附图；

图11A和11B是示出了本发明的第二实施方式的标签天线的阻抗的Smith图表；

图12是示出了当频率从800MHz改变到1000MHz时本发明的第二实施方式的RFID标签的增益的附图；

图13是示出了当频率从800MHz改变到1000MHz时本发明的第二实施方式的S参数S11的仿真结果的附图；

图14是示出了当频率从800MHz改变到1000MHz时本发明的第二实施方式的通信距离的附图；

图15是示出了当本发明的第二实施方式的环图案长度S2改变以及各个环图案长度S2的频率从800MHz改变为1000MHz时的Smith图表上的阻抗的附图；

图16A、16B和16C是解释通过改变贴片天线与电源图案之间的相对位置来匹配阻抗的方法的附图；

图17A和17B是示出了本发明的第三实施方式的RFID标签的附图；

图18是示出了当频率从800MHz改变到1000MHz时本发明的第三实施方式的通信距离的附图；

图19A和19B是解释使得贴片天线的尺寸更加紧凑的结构的附图；

图20A和20B是示出了能够发射和接收圆偏振无线电波的贴片天线的结构的实施例的附图；

图21是解释RFID标签的附图；以及

图22是解释能够在多种频率下使用的现有多波段RFID标签的实施例的附图。

具体实施方式

(A)实施方式1

(a)结构

图1A和1B是解释本发明的第一实施方式的RFID标签的附图，其中，图1A是示意图，图1B是由图1A中的虚线包围的部分的放大视图。

通过对双面印刷线路板11的后表面进行蚀刻以形成用作标签天线的三个贴片天线12a到12c以及电源图案部分14并且然后使用芯片结合技术将标签LSI 15安装到电源图案部分14上来形成这个第一实施方式的RFID标签。电源图案部分14和标签LSI 15形成电源部件13。印刷线路板11的后表面上的导电图案(附图中未示出)用作地(所有表面都是金属性的)。

对贴片天线12a到12c的尺寸L0到L2进行设置，从而谐振频率将与由欧洲、USA以及日本中的UHF波段RFID标签使用的发送频率对应。电源图案部分14包括环图案14a和用作小单极天线的单极图案14b，并且这些图案通过高频耦合与贴片天线12a到12c进行耦合，并且通过这个高频耦合，信号从标签LSI 15输入到各贴片天线或者由各贴片天线接收的信号经由各图案输入到标签LSI 15。小单极天线是指具有与波长λ相比非常短的波长的单极天线，并且这里它被称作单极图案或单极天线图案。

在贴片天线12a的右侧的末端上形成有浅的剪切部分12a-1，并且环图案14a的一部分位于这个剪切部分中，并且环图案14a和贴片天线12a利用这个剪切部分通过高频进行连接。换言之，电源通过高频从环图案14a提供到贴片天线12a。环图案14a的一部分和单极图案14b按照线性形状进行放置从而它们与贴片天线12b平行并且在它们之间存在指定空间量，并且环图案14a和单极图案14b通过高频与贴片天线12b进行连接从而电源通过高频提供到贴片天线12b。另外，环图案14a的一部分与贴片天线12c平行而置并且在它们之间存在指定的空间量，并且环图案14a和贴片天线12c通过高频进行连接从而电源通过高频提供到贴片天线12b。在贴片天线12b和贴片天线12c中没有形成剪切部分，然而，结构可以为：与贴片天线12a的情况相似地形成剪切部分，并且环图案14a的一部分和单极图案14b放置在这些剪切部分中。

如图2A所示，RFID标签的贴片天线12的一侧的电长度形成为λ/2，并且使得该贴片天线在指定频率进行谐振，或者换言之，电流J在贴片天线的表面上往复流动。通过这样做，如图2B所示，在Y轴(水平)方向上具有偏振波的电磁波在与贴片天线的垂直方向(Z轴方向)上进行发射。这个电磁波不会受到贴片天线的地侧的材料特征的影响。结果，当确定了各贴片天线12a到12c的尺寸L0到L2，以使贴片天线12a到12c的谐振频率与用于欧洲、USA以及日本的UHF波段RFID标签的发送频率对应时，RFID标签的增益在谐振频率处增加。

图3A和3B示出了图1的RFID标签的实际尺寸，其中，环图案的侧边的长度是26mm，单极图案的长度(S1-S0)是6mm，或者换言之，S1＝32mm。另外，贴片天线12a到12c的边沿之一的尺寸L0到L2分别是82mm、79mm和75mm，从而它们分别在或靠近频率860MHz、910MHz和950MHz进行谐振。板特征或换言之介电特征为：特定介电常量＝4.5，介电损耗＝0.009，以及板厚度为1.2mm。

(b)特征

当应用到贴片天线的频率从820MHz改变到1000MHz时，对具有图3A和3B所示尺寸以及上述板特征的RFID标签仿真各个特征。

·匹配特征

图4A是示出了标签天线的阻抗的Smith图表，图4B是局部放大视图。当频率从820MHz改变到1000MHz时，标签天线的阻抗按照由IPT所示的环形图案改变，然而，可以看出阻抗并没有显著改变。这意味着：在宽频带范围内可以容易地匹配标签LSI与标签天线的阻抗。

图5示出了由标签LSI和标签天线构成的RFID标签的等效电路。该等效电路由包括标签LSI和标签天线的并联电路进行表示，其中，标签LSI由包括电阻Rcp(Ω)和电容Ccp(pF)构成的并联电路表示，标签天线由包括电阻Rap(Ω)和电感Lap(H)的并联电路进行表示。标签LSI的电抗Xc是1/jωCcp，标签天线的电抗Xa是jωL，其中，RFID标签的匹配条件是Rc＝Ra并且|Xc|＝|Xa|。

·增益特征

图6示出了当频率从820MHz改变到1000MHz时标签天线的增益。在附图中，EU是在欧洲用于RFID标签的发送频率(869.4到869.65MHz)处的增益，US是在USA用于RFID标签的发送频率(902到928MHz)处的增益，JP是在日本用于RFID标签的发送频率(952到954MHz)处的增益。可以看出，在日本、USA和欧洲使用的频带中增益是高的。

·S11特征和通信距离

如表1所示，采用-7.00dBm的用于操作标签LSI的最小必需功率、2000.0Ω的标签LSI的电阻Rcp、0.55pF的电容Ccp、27.00dBm的提供到读取器/写入器的天线的功率、以及9.00dBi的读取器/写入器天线增益来仿真S11特征和通信距离。

[表1]

LSI	最小必需功率	-7.00	dBm
				Rcp	2000.0	Ω
	Ccp	0.55	pF
				RW	功率	27.00	dBm
增益	9.00	dBi

图7示出了当频率从820MHz改变到1000MHz时S参数S11的仿真结果。S参数S11表达了标签LSI与标签天线之间的阻抗匹配的程度，并且基准阻抗是标签LSI的阻抗而不是50Ω。从图7可以看出，对于用于日本、USA和欧洲的三个RFID标签的发送频率带宽实现了匹配。

图8示出了在线性偏振天线用于读取器/写入器的天线的情况下当频率从820MHz改变到1000MHz时通信距离，并且从该附图可以看出，通信距离在用于日本、USA以及欧洲的三个RFID标签的发送频率带宽内可以增加。通过下面方程给出了RFID标签的通信距离r。

r = \frac{λ}{4 π} \sqrt{\frac{Pt \cdot Gt \cdot Gr \cdot q}{Pth}}

q = \frac{4 Rc \cdot Ra}{| Zc + {Za |}^{2}} - - - (1)

这里，λ是波长，Pt是应用到读取器/写入器天线的功率，Gt是读取器/写入器天线的天线增益，Gr是标签天线的天线增益，q是匹配系数，Pth是用于操作标签LSI的最小所需功率。另外，Zc和Za分别是标签LSI和标签天线的复阻抗，并且分别表达为Zc＝Rcp+j·Xc和Za＝Rap+j·Xa。

·匹配调整

存在标签天线与标签LSI的阻抗不能够匹配的情况。在这种情况下，可以通过调整环图案或单极图案的长度或者通过调整贴片天线之间的相对位置来将标签天线的阻抗与标签LSI的阻抗进行匹配。将在第二实施方式中更加详细描述执行匹配调整的方法。

(c)效果

通过这个第一实施方式，RFID标签包括用作标签天线并且具有不同尺寸的多个贴片天线，从而可以增加频带，也会增加用于日本、USA和欧洲的RFID标签的发送频率处的增益，以及提供可以使用在使用不同发送频率的多个区域(日本、USA、欧洲)的RFID标签。另外，通过这个第一实施方式，电源图案部分和贴片天线通过高频耦合进行耦合，从而不需为了提供电源而在贴片天线中形成孔，并且由此简化了电源部分的结构。

另外，通过这个第一实施方式，通过调整环图案或线性天线(单极图案)的长度或者通过调整贴片天线之间的长度和相对位置，可以调整标签天线与标签LSI之间的匹配阻抗。因此，不需要阻抗转换电路，并且可以使得RFID标签更小和更薄。

(B)实施方式2

(a)结构

图9A和9B是解释本发明的第二实施方式的RFID标签的附图，其中，图9A是俯视图，图9B是主要部分的放大视图。

通过对双面印刷线路板21的表面进行蚀刻以形成用作标签天线的两个贴片天线22a和22b以及电源图案部分24，并且通过芯片结合技术将标签LSI 25安装到电源图案部分24上来形成这个第二实施方式的RFID标签。电源图案部分24和标签LSI 25形成电源部件23。印刷线路板的后表面上的电导图案(附图中没有示出)用作地(所有表面都是金属性的)。

对贴片天线22a和22b的尺寸L1和L2进行设置，从而使得谐振频率与由USA和日本的UHF RFID标签使用的发送频率对应。电源图案部分24包括环图案24a、和用作小双极天线的双极图案24b和24c，其中，双极图案24b和24c通过高频耦合与贴片天线22a和22b耦合，并且信号通过该高频耦合从标签LSI 25输入到贴片天线，或者由贴片天线接收到的信号被传递到这些图案并且输入到标签LSI 25。小双极天线是长度远小于波长λ的双极天线，并且这里，它称作双极图案或双极天线图案。双极天线和单极天线都是线性天线。

长薄剪切部分26a和26b形成于贴片天线22a和22b的端部的中心中，并且双极图案24b和24c位于这些剪切部分内部。用于调整阻抗的环图案(并联电感)24a形成于双极图案之上，并且与双极图案集成，其长度被调整(将在以后进行解释)以使标签天线的阻抗与LSI芯片25的阻抗匹配。双极图案24b和24c位于形成于贴片天线22a和22b中的长薄剪切部分26a和26b中，并且它们通过剪切部分通过高频对贴片天线22a和22b提供电力。

RFID标签的贴片天线的一侧的电长度是λ/2，并且贴片天线在对应于那个尺寸的指定频率处谐振，换言之，当电流J在贴片天线的表面上往复流动时，与使用图2进行的解释相同，在Y轴方向(水平方向)上偏振的电磁波在与贴片天线垂直的方向(Z轴方向)上进行发射。当对尺寸L1和L2进行设置从而图9A和9B所示的贴片天线22a和22b的谐振频率与用于日本和USA的UHF RFID标签的发送频率对应时，RFID标签的增益在这些谐振频率处增加。

图10A和10B示出了图9所示的RFID标签的实际尺寸，其中，贴片天线22a和22b的侧边的尺寸L1和L2分别是77.5mm和74mm，并且它们分别在或靠近910MHz和950MHz处进行谐振。板特征或换言之介电特征为：特定介电常量＝4.5，介电损耗＝0.01，板厚度为2.0mm。

(b)特征

当应用到贴片天线的频率从800MHz改变到1000MHz时，对具有图10所示的尺寸和上述板特征的RFID标签仿真各个特征。

·匹配特征

图11A是示出了标签天线的阻抗的Smith图表，图11B是局部放大视图。当频率从800MHz改变到1000MHz时，标签天线的阻抗按照由IPT所示的环形图案改变，然而，可以看出，阻抗没有显著改变。这意味着：在宽频带范围内可以容易地匹配标签LSI和标签天线的阻抗。

·增益特征

图12示出了当频率从800MHz改变到1000MHz时标签天线的增益，并且由于两个贴片天线22a和22b的谐振频率不同，所以增益在两个频率处具有峰值，并且可以看出，各个峰值分别在或靠近用于USA的RFID标签的发送频率(902到928MHz)和用于日本的RFID标签的发送频率(952到954MHz)。

·S11特征和通信距离

如表2所示，采用-7.00dBm的用于操作标签LSI的最小必需功率、1400.0Ω的标签LSI的电阻Rcp、0.55pF的电容Ccp、27.00dBm的提供到读取器/写入器的天线的功率、以及9.00dBi的读取器/写入器天线增益来仿真S11特征和通信距离。

[表2]

LSI	最小必需功率	-7.00	dBm
				Rcp	1400.0	Ω
	Ccp	0.55	pF
				RW	功率	27.00	dBm
增益	9.00	dBi

图13示出了当频率从800MHz改变到1000MHz时S参数S11的仿真结果。S参数S11表达了标签LSI与标签天线之间的阻抗匹配的程度，并且基准阻抗为标签LSI的阻抗而不是50Ω。从图13可以看出，在用于日本和USA的两个RFID标签的发送频带处实现匹配。

图14示出了在线性偏振天线用于读取器/写入器的天线的情况下当频率从800MHz改变到1000MHz时的通信距离，并且从该附图可以看出，通信距离能够在用于日本和USA的两个RFID的发送频带处增加。根据方程(1)计算RFID标签的通信距离r。

(c)匹配调整

存在标签天线与标签LSI的阻抗不能够匹配的情况。在这种情况下，能够通过调整环图案的长度S2(见图10)或者通过调整贴片天线22a和22b之间的相对位置来将标签天线与标签LSI的阻抗进行匹配。

(1)通过调整环图案长度S2进行匹配

图15示出了环图案S2的长度改变为5mm、15mm、25mm和35mm并且对于各环图案长度频率从800MHz改变为1000MHz的情况下的Smith图表上的阻抗。除了环图案长度S2以外的尺寸如图10所示，并且板的介电特征为：特定介电常量＝4.5mm，介电损耗＝0.01，板厚度为2mm。随着环图案长度S2增加，指示阻抗改变的环变大，并且随着环变大，在Smith图表上阻抗在顺时针方向上移动。这意味着：主要是标签天线的电纳改变。

当考虑匹配标签LSI与标签天线的阻抗时，电导和电纳两者都必需是尽可能好地匹配的。除了标签LSI和标签天线的电纳具有相反符号并且绝对值相等以外，当标签LSI和标签天线的电导相等时，这个匹配被最佳实现。在这个第二实施方式中，当期望调整天线的电纳时，能够看出，改变S2的长度是有效的方法。

另外，如在第一和第二实施方式中在将双极图案或单极图案与环进行结合的电源图案中那样，还可以通过改变双极图案或单极图案的长度来相似地改变天线电纳。换言之，当具有远短于波长的长度的双极图案或单极图案的长度增加时，在Smith图表上阻抗在顺时针方向上进行回转。

(2)通过调整贴片天线之间的相对位置进行匹配

图16A到16C是解释通过改变贴片天线22a和22b之间的相对位置来匹配阻抗的方法的附图。如图16A所示，在这个第二实施方式的RFID标签中，通过将双极图案的长度S5固定为48mm并且改变贴片天线之间的距离S3来仿真阻抗改变。这里，L1＝77mm，L2＝74.5mm，W＝50mm，电介质厚度为2.0mm，以及特定介电常量为4.5。图16B示出了在S3＝7mm并且频率从800MHz改变到1000MHz的情况下Smith图表上的阻抗改变，图16C示出了在S3＝37mm并且频率从800MHz改变到1000MHz的情况下Smith图表上的阻抗改变。

能够从图16B和16C中的仿真结果看出，当S3变小时，在或靠近谐振频率处的阻抗(一圈部分的阻抗)在朝向Smith图表的中心的方向上偏移。这主要由标签天线的电导的下降所导致的。当标签天线和标签LSI的电纳匹配并且标签天线和标签LSI的电导相等时，出现最佳匹配状态。当期望优化标签天线的电导时，改变贴片天线的定位关系是一种有效方法。

(d)效果

通过这个第二实施方式，RFID标签包括用作标签天线并且具有不同尺寸的两个贴片天线，从而可以增加频带宽度，例如，可以增加用于日本和USA的RFID标签的发送频率处的增益，以及提供一种能够在利用这些不同的发送频率的多个区域中使用的RFID标签。另外，通过这个第二实施方式，电源图案部分和贴片天线通过高频耦合进行耦合，从而不需要为了提供电源而在贴片天线上形成孔，并且由此简化了电源部分的结构。

另外，通过整个第二实施方式，通过调整环图案或线性天线图案的长度或者通过调整这些贴片天线之间的相对位置，可以调整标签天线与标签LSI之间的阻抗匹配。因此，不需要阻抗转换电路，并且可以使得RFID标签更小和更薄。

(C)实施方式3

(a)结构

图17A和17B是解释本发明的第三实施方式的RFID标签的附图，其中，图17A是俯视图，图17B是主要部分的放大视图。

通过对双面印刷线路板的表面进行蚀刻以形成用作标签天线的两个贴片天线32a和32b以及电源图案部分34，并且通过芯片结合技术将标签LSI 35安装到电源图案部分34上，来形成这个第三实施方式的RFID标签。电源图案部分34和标签LSI 35形成电源部件33。印刷线路板的后表面上的电导图案(附图中未示出)用作地(所有表面都是金属性的)。

对贴片天线32a和32b的尺寸L1和L2进行设置，从而使得谐振频率与由USA和日本的UHF RFID标签使用的发送频率对应。电源图案部分34包括环图案，并且该环图案通过高频耦合与贴片天线32a和32b进行耦合，并且信号通过这个高频耦合从标签LSI 35输入到贴片天线，或者由贴片天线接收到的信号被传递到这些图案并且输入到标签LSI 35。换言之，浅剪切部分36a和36b形成于贴片天线32a和32b的端部上，并且环图案的一部分放置在剪切部分中，并且环图案34以及贴片天线32a和32b通过剪切部分通过高频进行连接，从而环图案通过高频将电力提供到贴片天线32a和32b。

RFID标签的贴片天线的一侧的电长度是λ/2，并且贴片天线在与那个尺寸对应的指定频率处谐振，换言之，当电流J在贴片天线的表面上往复流动时，如使用图2进行的解释，在Y轴方向(水平方向)上偏振的电磁波在垂直于贴片天线的方向(Z轴方向)上进行发射。当对尺寸L1和L2进行设置从而使得图17A和17B所示的贴片天线32a和32b的谐振频率与用于在日本和USA使用的UHF RFID标签的发送频率对应时，RFID标签的增益在这些谐振频率处增加。

(b)通信距离

如表3所示，根据方程(1)仿真通信距离，其中，用于操作标签LSI的最小所需功率是-7.00dBm，标签LSI的电阻Rcp是1500.0Ω，电容Ccp是1.0pF，提供到读取器/写入器的天线的功率是27.00dBm，以及读取器/写入器天线增益是9.00dBi。

[表3]

LSI	最小必需功率	-7.00	dBm
				Rcp	1500.00	Ω
	Ccp	1.00	pF

RW	功率	27.00	dBm
				增益	9.00	dBi

图18示出了在线性偏振天线用于读取器/写入器的天线的情况下，当频率从800MHz改变到1000MHz时的通信距离，并且从该附图可以看出，通信距离在用于日本和USA的RFID标签的两个发送频率带宽中能够增加。这里，贴片天线32a和32b的侧边的尺寸L1和L2分别是77.5mm和74mm，并且它们分别在或靠近920MHz和950MHz的频率处进行谐振。另外，板的介电特征为：特定介电常量＝4.5，介电损耗＝0.01，以及板厚度为2mm。

(c)效果

通过这个第三实施方式，RFID标签包括用作标签天线并且具有不同尺寸的两个贴片天线，从而可以增加频率带宽，并且可以增加用于日本和USA的RFID标签的发送频率处的增益，以及提供能够在利用这些不同发送频率的多个区域中使用的RFID标签。另外，通过这个第三实施方式，电源图案部分和贴片天线通过高频耦合进行耦合，从而不需要为了提供电源而在贴片天线上形成孔，并且由此，简化了电源部分的结构。

另外，与在第二实施方式的情况中一样，通过这个第三实施方式，通过调整环图案的长度或通过调整这些贴片天线之间的相对位置，可以调整标签天线与标签LSI之间的阻抗匹配。因此，不需要阻抗转换电路，并且可以使得RFID标签更小和更薄。

(D)贴片天线的尺寸减小

对照图2，通过使得贴片天线12的一侧的电长度为半波长(＝λ/2)，可以使得贴片天线在与波长λ对应的频率处进行谐振。

另外，即使如图19A和19B所示剪切部分41和42形成于贴片天线的一侧的端部中或者形成于贴片天线的两侧的端部中以形成C形状或H形状贴片从而电长度(a1+a2+a3+2×a4)等于λ/2，也可以使得贴片天线在与波长λ对应的频率处进行谐振。因此，为了减小贴片天线的尺寸，使用C形状或H形状的贴片天线。

(E)能够接收和发射圆偏振波的结构

如图2所示，第一到第三实施方式的标签天线在垂直于水平面(贴片天线表面)的方向上发射在Y轴方向上线性偏振的电磁波，并且自然地能够高效接收在Y轴方向上线性偏振并且包括在贴片天线表面的垂直方向中的电磁波。然而，标签天线不能够接收在X轴方向上线性偏振的发射的电磁波。因此，必需对贴片天线进行设置从而发射圆偏振电磁波，并使得能够接收在任何方向上线性偏振的电磁波。

图20A和20B示出了能够发射或接收圆偏振电磁波的贴片天线的结构的实施例。图20A示出了在电流J往复流动的方向上对角地剪切贴片天线PATT的角部51和52的实施例，图20B示出了在电流J往复流动的方向上对角地在贴片天线PATT中形成狭缝53的实施例。

在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以实施本发明的许多明显广泛不同的实施方式，应该理解为，本发明不限于这些特定实施方式而由权利要求进行限定。

Claims

1.一种具有标签天线和标签大规模集成电路LSI的RFID标签，所述RFID标签包括：

电源部件，其具有电源图案部分和标签大规模集成电路LSI，该标签大规模集成电路LSI安装在该电源图案部分，该电源图案部分形成有环图案；

多个贴片天线，分别用作标签天线并且彼此尺寸不同；以及

多个高频耦合部分，其具有形成在各贴片天线的端部的剪切部分，且所述环图案的一部分配置在该贴片天线的剪切部分中，该多个高频耦合部分分别通过高频耦合将该环图案与各所述贴片天线进行耦合。

2.一种具有标签天线和标签大规模集成电路LSI的RFID标签，所述RFID标签包括：

电源部件，其具有电源图案部分和标签大规模集成电路LSI，该标签大规模集成电路LSI安装在该电源图案部分；

2个贴片天线，分别用作标签天线并且彼此尺寸不同；以及

高频耦合部分，用于通过高频耦合将所述电源部件的电源图案部分与各所述贴片天线进行耦合，

所述电源图案部分具有：用于调整阻抗的环图案，以及隔着该环图案而与该环图案形成为一体的2个线性天线图案，

所述高频耦合部分构成为：具有形成在各贴片天线的端部中央的细长的剪切部分，将各所述线性天线图案设置在对应的贴片天线的所述剪切部分内部。

3.如权利要求2所述的RFID标签，其中，

所述线性天线图案是双极图案或单极图案。