RFID封装：有时候比电路还重要

geren2014

电子工程师经常在电路和元器件上耗费大量时间，这很正常，毕竟他们的工作就是如此。但在某些情况下，这些可比整个产品封装容易多了。射频识别，或者说RFID大家更熟悉一些，就是一个很好的例子。

图1所示是Tempo Communications公司近期推出的Omni Marker II射频标签系列，适合埋在地下，对地下管道、电缆或其它埋地设备进行定位。

图1：Tempo communication公司推出的无源、密封Omni Marker II射频标签适用于埋地管道和电缆，不同颜色表示不同的频率和用途。

Omni标签采用传统的无源射频技术，电感线圈用作天线，电容形成的LC电路在工作频率下与偶极磁场共振，标签从检测器磁场获取能量。这类标签的工作频率在50千赫到150千赫之间，不同的应用分配到的具体频率各不相同。

Omni标签采用高密度聚乙烯封装，其检测范围约为1.5米(5英尺)，直径100毫米(约4英寸)，重154克(约5½盎司），其频率允差为±0.35%。为检测到标签（不管其频率是多少），该公司还推出了EML-100电子标签定位器，其外型跟金属检测器相似，如图2所示。

图2：EML-100电子标签定位器可以激励并检测RFID标签支持的所有频率。在不同频率的标签离得很近时（这是经常发生的事），EML-100定位器能够区分它们。

考虑到频率及其无源特性，电路设计本身必须很简单(找不到原理图，但应该是一个不错的方案)。许多RFID标签都采用轻薄的塑料盒封装设计，通常背面有粘胶，但Omni电子标签却采用了更先进的常平架封装，如图3所示。

由于将标签埋入地下时方向是随机的，因此安装常平架线圈十分重要，它使标签能将其“上/下”朝向调整到最好(应使用电缆扎带将其牢牢绑在管道上)，如图4所示。

图3：Omni Marker II射频电子标签内部有一个常平架，以确保朝向表面这一最佳方向。

图4：当标签定位器正好位于标签上方时，接收到的信号最强，因为天线是自动平衡指向正上方的。

有趣的是，Tempo communication公司还提供了一款旧版的RFID标签——Omnimarker，这款标签有三个正交线圈，如图5所示。美国专利5,699,048(地下无源全方位电子标签)显示了该线圈的排列方式以及由此产生的射频场，另一项美国专利6,097,293(“地下无源电子标签及其制造方法”)则详细描述了其结构和组装。带常平架的电子标签应该是其优化升级版，因为它能更好地利用射频激励能量，而且借助其固有的表面指向性，它还可以提供更好的响应信号。

图5：旧版标签Omnimarker采用三个正交线圈，因此不需要常平架。

不论其电子设计目标是什么，三线圈版和常平架线圈版的无源RFID标签皆表明，封装也是产品设计的主要考虑因素。你是否设计过这样的简单电路，其封装设计和生产过程有时候甚至比电子产品设计本身更费精力？