ТЕКСТИЛЬНАЯ RFID ЭТИКЕТКА Российский патент 2011 года по МПК D06H1/04 

Область техники

Изобретение относится к текстильной RFID этикетке (радиоэтикетке) согласно родовому понятию пункта 1 формулы изобретения.

Уровень техники

Из WО 02/093524 А известна текстильная RFID этикетка с расположенной на подложке открытой антенной, которая соединена с RFID-чипом (чипом радиочастотной идентификации). Эта антенна выполнена в виде симметричной вибраторной (дипольной) антенны, которая посредством RFID-чипа разделена на две половины и служит в качестве электрической (E-Field) антенны, которая рассчитана на рабочую частоту в УВЧ - или микроволновом диапазоне. Такие электрические антенны вместе с RFID-чипом образуют транспондер, который для малых радиусов действия непригоден.

В US 2006/0043198 А1 описываются различные формы емкостной и индуктивной связи RFID-чипа с симметричной вибраторной антенной (электрической антенной) или же с петлевой антенной (магнитной (H-Field) антенной). Представляется, что эти формы являются малопригодными для использования с текстильными этикетками.

Описание изобретения

Задача изобретения заключается в усовершенствовании текстильной RFID этикетки вышеуказанного вида так, чтобы она была пригодна и для коротких расстояний.

Эта задача решена посредством текстильной RFID этикетки согласно пункту 1 формулы изобретения.

За счет того что антенна имеет петлю, на боковых сторонах которой напрямую - сваркой, пайкой или склеиванием электропроводящим клеем - или опосредованно - посредством емкостной или индуктивной связи - подсоединен RFID-чип, при этом оснащенная RFID-чипом антенная петля служит в качестве магнитной антенны, а расположенные вне антенной петли антенные участки служат в качестве электрической антенны, получают текстильную RFID этикетку, которая благодаря электрической антенне покрывает дальнюю зону, например, до 10 метров, а благодаря магнитной антенне покрывает ближнюю зону, например, менее 1 метра.

Магнитная антенна срабатывает, например, главным образом на магнитные волны, а электрическая антенна - главным образом на электрические волны. Магнитные волны сдвинуты по фазе относительно электрических волн. Составленный из RFID-чипа и антенны транспондер в случае с текстильной RFID этикеткой, по всем правилам, является пассивным транспондером, который становится активным только тогда, когда он подвергается воздействию магнитных или электрических волн. Он получает свою электрическую энергию для приема и передачи из электромагнитных волн, которые также называются лучами.

Преимущественные формы осуществления текстильной RFID этикетки описаны в пунктах 2-13 формулы изобретения.

Особо простое решение предлагается в пункте 2, согласно которому RFID-чип жестко соединен с боковыми сторонами антенной петли.

Однако, согласно пункту 3, также возможно расположение RFID-чипа на вспомогательной подложке на концах индуктивной петли, которая по меньшей мере на отдельных участках проходит параллельно антенной петле на незначительном расстоянии от нее и индуктивно связана с ней. Кроме того, согласно пункту 4, также возможно расположение RFID-чипа на вспомогательной подложке на концах индуктивной петли, при этом индуктивная петля по меньшей мере в двух местах перекрывает или пересекает антенну и частично проходит параллельно ей на определенном расстоянии от нее и индуктивно связана с ней.

Еще одна возможность, согласно пункту 5, состоит в том, что антенная петля отделена от остальной антенны и соединена с еще одним RFID-чипом.

Текстильная подложка представляет собой текстильное изделие плоской формы, на котором закреплена антенна. Для этой цели, например, согласно пункту 9, антенну можно наносить на текстильное изделие плоской формы шитьем или вышиванием или, согласно пункту 13, можно ее надпечатать в виде электропроводной краски. Однако выгоднее, если антенна, согласно пункту 6, введена в изделие плоской формы, при этом, согласно пункту 7, это может происходить, например, посредством вплетения в трикотаж. Однако особо благоприятной является форма осуществления, в которой изделие плоской формы является тканью, в которую, согласно пункту 8, антенна одновременно воткана в процессе изготовления ткани на ткацком станке.

В случае использования при размещении чипа и индуктивной петли вспомогательной подложки, вспомогательная подложка, согласно пункту 10, может состоять из синтетического материала.

Согласно пункту 11 антенна может быть образована из металлической нити. Однако, согласно пункту 12, также возможно выполнение антенны из полимерной нити с электропроводящим покрытием.

Вышеуказанные, а также заявленные и описанные в последующих примерах осуществления, подлежащие использованию согласно изобретению элементы по своим размерам, форме, материалу и по своей технической концепции не подпадают ни под никакие особые исключительные условия, так что они могут неограниченно быть использованы в известных в соответствующей области применения критериях отбора.

Краткое описание чертежей

Дальнейшие подробности, преимущества и признаки предмета настоящего изобретения вытекают из нижеследующего описания соответствующих чертежей. На чертежах показано:

Фиг.1 - первая текстильная RFID этикетка с расположенной в виде меандра антенной и RFID-чипом в виде сверху;

Фиг.2 - текстильная RFID этикетка согласно фиг.1 в продольном разрезе

фиг.1;

Фиг.3 - вторая текстильная RFID этикетка с расположенной в виде меандра антенной с RFID-чипом и отделенной антенной петлей, которая соединена с еще одним RFID-чипом, в виде сверху;

Фиг.4 - третья текстильная RFID этикетка с RFID-чипом, который индуктивно соединен с антенной петлей, в виде сверху;

Фиг.5 - текстильная RFID этикетка согласно фиг.4 в продольном разрезе V-V фиг.4.

Способы осуществления изобретения

На фигурах 1 и 2 показан первый пример осуществления текстильной RFID этикетки, которая имеет текстильную подложку 2 из ткани, в которую в виде меандра воткана открытая антенна 4. В средней области, т.е. на половине длины антенны, выделена петля 6 антенны, на боковых сторонах 8, 10 которой посредством соединительных ножек 14 закреплен RFID-чип. Соединение соединительных ножек 14 с антенной 4 осуществляется, например, посредством сварки, пайки или с помощью электропроводного клея. Антенная петля 6 образует магнитную антенну для ближней зоны, а антенные участки 16, 18, расположенные вне антенной петли 6, служат в качестве электрической антенны для дальней зоны.

На фиг.3 показана еще одна текстильная RFID этикетка, которая, в принципе, имеет такую же конструкцию, что и RFID этикетка на фигурах 1 и 2, однако при этом антенная петля 6а антенны 4а отделена от антенных участков 16а, 18а прерываниями 20, 22. RFID-чип 24 соединен с антенными участками 16а, 18а и за счет электрического поля покрывает дальнюю зону. Антенная петля 6а на своих концах соединена с RFID-чипом 12а, который срабатывает на ближнюю магнитную (Н) зону.

На фигурах 4 и 5 показана третья текстильная RFID этикетка, которая, аналогично предыдущим примерам, имеет подложку 2, в которой в виде меандра расположена антенна 4b, которая также разделена на антенный участок 16b, 18b для дальней электрической (Е) зоны и выделенную антенную петлю 6b для ближней магнитной (Н) зоны. В этом примере RFID-чип 12b соединен с антенной 4b не напрямую, а индуктивно опосредованно. Для этого RFID-чип расположен на вспомогательной подложке 26, на которой расположена также индуктивная петля 28, которая проходит по существу параллельно антенной петле 6b. К концам 30, 32 индуктивной петли 28 посредством своих присоединительных ножек 14 присоединен RFID-чип 12b. Несущая RFID-чип 12b вспомогательная подложка соединена с подложкой 2, например, посредством склеивания или с помощью приработанного к подложке 2 текстильного кармана таким образом, что индуктивная петля 28 расположена параллельно антенной петле 6b и на незначительном расстоянии от нее, так что принимаемая антенной 4b энергия индуктивно переносится на индуктивную петлю 28 и воздействует в RFID-чипе 12b. Это относится как к волнам электрического поля (E-Field), так и к волнам магнитного поля (H-Field).

В качестве альтернативы осуществлению согласно фигурам 4 и 5, индукционная петля может по меньшей мере два раза перекрывать или пересекать антенную петлю и по меньшей мере частично проходит параллельно последней на некотором расстоянии от нее. Для ближней магнитной (Н) зоны и дальней электрической (Е) зоны могут быть использованы волны, т.е. лучи, которые имеют одинаковую частоту или разные частоты и находятся, например, в диапазоне от 1 до 2500 МГц. Существенным является, что в настоящем изобретении антенна для ближней магнитной зоны, которая составляет, например, меньше 1 метра, по существу срабатывает на магнитную составляющую волн. Антенна дальней электрической зоны, которая, например, для пассивного транспондера достигает 10 метров, срабатывает по существу на электрическую составляющую волн или лучей, которая смещена по фазе относительно магнитной составляющей

Текстильная RFID этикетка с расположенной на текстильной подложке (2) открытой антенной (4, 4а, 4b), которая в средней области соединена с RFID-чипом (12, 12а, 12b, 24). Антенна (4, 4а, 4b) в средней области имеет петлю (6, 6а, 6b), к боковым сторонам (8, 10) которой напрямую подключен RFID-чип (12, 12а, 12b), при этом оснащенная RFID-чипом антенная петля (6, 6а, 6b) служит в качестве магнитной антенны, а расположенные вне антенной петли антенные участки (16, 16а, 16b, 18, 18а, 18b) служат в качестве электрической антенны. Текстильная RFID этикетка благодаря электрической антенне пригодна к покрытию дальней зоны, а благодаря магнитной антенне - ближней зоны. 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Текстильная RFID этикетка с введенной в текстильную подложку (2) открытой антенной (4, 4а, 4b), при этом текстильная подложка представляет собой ткань или трикотаж, а антенна в процессе изготовления ткани на ткацком станке одновременно воткана в виде меандра, при этом антенна (4, 4а, 4b) в средней области соединена с RFID-чипом (12, 12а, 12b, 24), отличающаяся тем, что антенна (4, 4а, 4b) в средней области имеет петлю (6, 6а, 6b), к боковым сторонам (8, 10) которой подключен RFID-чип (12, 12а, 12b), при этом подключенная к RFID-чипу антенная петля (6, 6а, 6b) служит в качестве магнитной антенны, а расположенные вне антенной петли антенные участки (16, 16а, 16b, 18, 18a, 18b) служат в качестве электрической антенны.

2. Текстильная RFID этикетка по п.1, отличающаяся тем, что RFID-чип (12, 12а) соединен с боковыми сторонами (8, 10) антенной петли (6, 6а) предпочтительно посредством сварки, пайки или склеивания электропроводящим клеем.

3. Текстильная RFID этикетка по п.1, отличающаяся тем, что RFID-чип (12b) расположен на вспомогательной подложке (26) с индуктивной петлей (28) на ее концах (30, 32), и что индуктивная петля (28) по меньшей мере на отдельных участках проходит параллельно антенной петле (6b) на незначительном расстоянии от нее и индуктивно связана с ней.

4. Текстильная RFID этикетка по п.1, отличающаяся тем, что RFID-чип (12b) расположен на вспомогательной подложке (26) с индуктивной петлей (28) на ее концах (30, 32), и что индуктивная петля (28) по меньшей мере в двух местах перекрывает или пересекает антенну (4, 4а, 4b) и частично проходит параллельно ей на некотором расстоянии от нее, и они индуктивно связаны друг с другом.

5. Текстильная RFID этикетка по п.1, отличающаяся тем, что антенная петля (6а) отделена от остальной антенны и соединена с еще одним RFID-чипом (24).

6. Текстильная RFID этикетка по п.3, отличающаяся тем, что вспомогательная подложка (26) выполнена из синтетического материала.

7. Текстильная RFID этикетка по одному из пп.1-6, отличающаяся тем, что антенна (4, 4а, 4b) имеет металлическую нить.

8. Текстильная RFID этикетка по одному из пп.1-6, отличающаяся тем, что антенна (4, 4а, 4b) имеет полимерную нить с электропроводящим покрытием.