RFID電子標籤天線分類與特點_訪談報導_新聞中心_RFID世界網

2020-11-22 RFID世界網

     RFID（Radio Frequency Identification ）又稱無線射頻身份識別技術，指是一種通信技術，可通過無線電訊號識別特定目標並讀寫相關數據，而無需識別系統與特定目標之間建立機械或光學接觸。該技術已廣泛應用於產品溯原、智能物流、智慧倉儲、票證防偽、人員管理、行動支付、票證防偽等。
RFID系統主要包含三大部分：電子標籤、感應天線及讀寫應答設備（如上圖）；同時，電子標籤是由電子標籤天線與射頻晶片共同組成。今天我們重點來介紹一下電子標籤天線的有哪些種類，它們分別有什麼特點；


目前，RFID標籤天線由於導線材質、材料結構與製造工藝不同，大致可以分成以下幾大類，蝕刻天線、印刷天線、繞線天線、加成天線、陶瓷天線等


蝕刻天線（含銅蝕刻天線與鋁蝕刻天線）
蝕刻天線是當前RFID天線的主流製造工藝，市場佔有率最高、工藝最成熟。具體又分為：傳統蝕刻法與精密蝕刻法。其中，傳統蝕刻法主要採用柔版印刷抗蝕刻油墨圖型後蝕刻，而精密蝕刻法主要採用先曝光顯影后蝕刻。兩者最大的區別是，精密蝕刻法的天線，線路平滑、線距線寬的公差小，鋁蝕刻最小線距線寬可以達到0.1mm/0.1mm，銅蝕刻天線最小線距線寬可以達0.05mm/0.05mm，但相對而言，成本會偏高些。從材質上來分，又可以分為：PET天線、PI（聚醯亞胺）天線、PCB天線等，其中PI天線主要用於耐高溫、耐化學等特殊的環境，而PCB天線主要還是抗金屬電子標籤。


印刷天線（含3D列印天線）
印刷天線，直接將天線電路用特殊的導電油墨或銀漿，印刷或列印在基材上面，較為成熟是凹印或絲印，最大的特點是不需要蝕刻，無明顯汙染；同時工藝流程短，交期快，製造成本比較低，得到國家相關產業的支持，也代表未來天線發展方向之一。不過，由於導電油墨或銀漿的電阻大，而且導電材料的性能差異較大，且隨著時間的推移，會出現性能衰減下降，尤其在超高頻天線上面一致性與耐用性仍然存在一些問題，這也許是目前印刷天線還未能成為主流天線的主要原因。


繞線式天線（銅繞天線）
銅繞天線，利用線圈繞式法，在繞式工具上繞線圈並進行固定，按照不同的頻率要求，繞制一定的匝數。該天線的製造主要用於低頻125-134KMHZ與高頻13.56MHZ電子標籤上面，很少用在超高頻上面（除與超高頻微模塊的藕合天線外）。其最大的優點在天線面積或體積較小的情況下，仍然表現不錯的性能。但其缺點：生產效率低、成本高，產品厚度高，不耐彎折。

 


半加成天線或加成天線
加成法工藝：主要先用一種特殊的催化油墨，將天線圖形印刷在基材上面，如PET、PI、玻璃、陶瓷等介質上面，然後通過電鍍的方法將銅沉在基材介質，形成天線電路。這種工藝與傳統印刷銀漿工藝相比，有了一層更加穩定的導電銅層，在性能一致性上面有較大的提升；與蝕刻工藝相比，比較環保，成本更低些。不過，其天線的精度仍然限制於印刷的精度，而且天線性能穩定性如何仍未得到大批量生產驗證。

 


陶瓷天線
目前陶瓷天線工藝：選用陶瓷基板（氧化鋁）為基材和銀漿為導線體，將天線圖形印刷在基板上面，然後高溫燒結後，形成天線電路。這種天線工藝最大優點：性能穩定，對環境的適應性強；不足之處是成本太高、不易安裝，目前主要應用於一些特殊的超高頻抗金屬小標籤和汽車擋風玻璃防拆電子標籤。

 


易碎蝕刻防轉移天線
易碎蝕刻防轉移天線在天線生產工藝上面與普通鋁蝕刻天線是一樣，兩者的區別主要是材料結構上面的不同，易碎蝕刻防轉移天線在鋁薄層和PET基材層之間加了一層特殊易碎材料層。該天線特性為實現電子標籤的唯一性，即「一撕即毀」，當被做成標籤後貼在封口、玻璃、塑料、紙盒包裝等平整乾淨的表面上後再揭起來，標籤的天線或面標就無法完整揭起，以達到毀壞標籤的效果，使標籤無法被重複回收使用。
以上，傳統的蝕刻工藝天線因其工藝成熟、成本低、應用面廣等特點，在未來幾年內仍然是主流產品，但從天線的材料與結構發展趨勢來看，未來會朝著高精度、綠色工藝、特殊功能材料等多元化的方向發展。


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  • Flomio推出的NFC拓展器Band-Aid及其天線
    Flomio是一家致力於近距離通信(NFC)RFID技術的創新公司，現推出一款用於NFC智慧型手機和平板電腦的RFID天線拓展器。　　據Flomio稱，新產品NFC Band-Aid採用粘貼式設計，可以貼在NFC設備的背面，可掃描NFC標籤(相當於擁有了兩個NFC讀頭)。
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    在無線通信實現的過程中，天線是必不可少的部件。RFID利用無線電波來進行信息的傳輸，電波的產生和接收都需要通過天線來完成。當電子標籤進入讀寫器天線工作區範圍內，電子標籤天線便產生足夠的感應電流，從而獲得能量被激活。對於RFID系統來說，天線是至關重要的部分，它與系統的性能緊密相關。
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    說到UHF超高頻rfid天線，我們經常會在項目應用中不知道該怎麼去選擇天線，選擇天線最關鍵點在於：極化方向，天線增益，波束角度，工作頻段，機械尺寸，應用環境等。極化方向分別有：圓極化，線極化，雙線極化。1， 圓極化天線使用場合最為廣泛，對標籤擺放沒有要求，360度旋轉都可以正常識別。
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    電子標籤天線的設計還面臨許多其他難題，如相應的小尺寸要求，低成本要求，所標識物體的形狀及物理特性要求，電子標籤到貼標籤物體的距離要求，貼標籤物體的介電常數要求，金屬表面的反射要求，局部結構對輻射模式的影響要求等，這些都將影響電子標籤天線的特性，都是電子標籤設計面臨的問題。