抗金属标签资料1. 金属介质对 RFID 被动标签的制约 1.1 能量转化的制约 当金属进入读写器发出的电磁场中时，由于电磁感应作用，其外部会造成涡 流， 同时吸收射频能量转化成自身的电场能， 因此减少了原有射频场强的总能量。 1.2 涡流自身的感应电场影响 前述的涡流也会造成自身的感应电场，该场的载流子垂直于金属表层，且方 向与射频场强相反。 这种感应磁场对原磁场的制约效果并且射频场强的分布在金 属表面出现变形磁力曲线趋于平静，在最近的区域内或者垂直于金属表层。 因此当标签贴附在塑料表面或特别接近金属表层时， 该空间内实际并无射频 场强分布，标签天线能够切割磁力线而获得电磁场能量，在这些状况下被动标签 无法正常工作。 金属对电磁场的妨碍很大，如果善加运用， 金属对电磁场的妨碍很大，如果善加运用，反而可以起至提升标签性能的 作用。许多论文都在探讨这个难题。 作用。许多论文都在探讨这个难题。 2. 抗金属标签的通常设计模式 2.1 增加标签天线与塑料表面的距离 标签紧贴金属表层时，标签完全垂直于分布在金属表层的磁力线，从而没有 角度进行磁力线切割获取能量，无法进行读取。而避开金属表层的磁力线中起初 出现不与金属表层平行的伸直的磁力线，所以，处在离金属表面一段距离的标签 可以出现切割磁力线运动，从进行数据通讯。
国内许多塑料表面标签天线都是在特色偶极子标签天线上优化的，通过增 加标签天线与塑料表面的距离来降低金属反射面对标签的妨碍。 缺点是即使增加 了标签的读取距离，但会使整个标签的重量跟成本提高，天线的带宽减小，并没 有很高地解决表面金属对标签天线的影响， 此时标签天线的性能远没有其用于非 金属表层的性能好。 天线与塑料表面间距离的选择： 天线与塑料表面间距离的选择： 将读写器发出的电源波看作入射波，金属的感应电场看作反射波，在金属表 面三者有180°的相位差，两者完全抵消，因此标签读取性能较差。将天线与金 属表面厚度拉开，随着长度的减小，入射波与反射波的相位也逐渐变化，在这些 距离上，反射波能与入射波叠加，反而降低了标签的读写性能。 一篇论文经过仿真和试验给出了如下结论，两者的最佳距离为λ/4。 （λ为 入射波波长）两者长度为λ/2时的相位对比图两者厚度为λ/4时的相位对比图但仍然对925MHz的超高频标签， /4的距离也是80mm。 但仍然对925MHz的超高频标签，λ/4的距离也是80mm。该信息价值也有待 925MHz的超高频标签 的距离也是80mm 商榷。 商榷。 改进方法： 改进形式： 设法在金属表层设置对电磁波进行二次反射，从而让其磁场位相与原始电 场同样， 提高标签的读取率。
一种方式是在塑料表面与标签之间放置一片金属层。 从而对磁场造成妨碍，下图为一篇论文中的实验数据。可以看出，图中试验四所附加的金属层不是简单解决金属表层对读取标签的 负面效应，而是与金属表层配合起至了大大增强射频信号对标签的感应能力。根据该机理设计的标签可以如下图： 根据该原理设计的标签可以如下图：图中的各类材料均可以优化，如将塑料层改为人工磁导体（AMC），空气层改为 图中的各类材料均可以优化，如将塑料层改为人工磁导体（AMC），空气层改为 ）， 其他介质等。该细则较为可行。 其他介质等。该细则较为可行。 2.2 基于陶瓷介质的微带天线 基于陶瓷介质的微带天线也可以用到金属表层， 它运用陶瓷介质的高介电常 数，使天线的密度从而做到更小，利用金属表层作为自己更大的反射面抗金属RFID标签，使天线 的性能非常稳固，但因为陶瓷天线的造价很高，不合适电子标签的低成本批量生 产。 2.3 印刷结构标签天线 该种天线首先在一片平面材料(如 PVC 薄膜、 纸等)上选用银浆(或铁、 铝等) 印刷（如左图所示）的平面结构。标签芯片安装后，将此平面贴纸标签沿折线粘 贴于圆形介质材料上。当此标签固定在塑料表面(无论使用标签的哪一个面贴于金属)使用时， 标签 天线可以等效成PIFA天线模型(如右图图示)。
此时金属平面作为天线的反射面， 对天线的性能将造成有益的妨碍。 论文中还做了对各类参数的探讨跟仿真，得出该种天线具有高增益、远距离 等特征的结论。3 其他 一些论文中提及了一种能防止金属对电磁场影响的防护层抗金属RFID标签，如爱默森·康明微波 产品公司的ECCOPAD材料，其产品信息如下：爱默森·康明微波产品公司致力于解决射频识别与金属的难题，并且现已生产出一种已获专利的极薄人 造橡胶，将这些塑料放在射频识别标签与金属之间时，标签能够被解读。该产品的名称是 ECCOPAD，这种 隔离材料比普通的防护泡棉薄很多，并可在维持极小厚度的同时让塑料上的射频识别标签被解析(见图)。 其厚度仅为 1/10 英寸，可以被用来分离射频识别标签与塑料。标准的射频识别标签被放在塑料上或其附近而不能被解读，原因是标签的天线失谐。ECCOPAD 具有的独 特电磁特性，能将标签天线重新调谐到恰当频率，使天线才能与探讨器通信。ECCOPAD 拥有绝佳的双层设 计，底层可以放置并贴近在金属上，面层则可以放置标签。底层用带有高磁穿透力的材料制成。这对天线 重新调谐是相当必要的。面层则是由一种可以较好地调谐标签天线性能的纯电介质材料构成。
但专为某些标签优化后的 ECCOPAD 可能不适用于其它标签。因为实践证明，金属标签隔离层的电磁 参数跟重量可能不尽相似。因此，一个适用于所有射频识别标签的 ECCOPAD 是不存在的。还有一篇论文设计了一款在塑料容器中使用的标签天线，样式如下图：其中L×W=70×140mm L1=140mm L2=132mm L3=21mm W3=36mm W4=46mm W5=60mm.可以作为参考。W1=70mmW2=53mm
