西班牙科学家开发全新的3D打印RFID标签

在天线系统的开发中，增材制造的潜力已经逐渐开始实现，比如3D打印的5G网络天线、太空任务印刷金属传感器等等。而西班牙的科学家团队借助3D打印系统，创造了拥有更强性能、更可靠的UHF-RFID（射频识别）标签。

RFID芯片广泛用于工业领域，作为跟踪库存，控制人员访问和各种物流应用的一种手段，但是它们仍然有局限性。有时，当设备在电磁条件（EM）变化的地方运行时，芯片的激活范围可能会受到限制。

尤其是医院，由于EM设备在医疗保健中很普遍，经常会导致RFID标签发生故障，结果可能会影响跟踪芯片的辐射效率。在其他地方，在汽车和建筑领域，RFID设备无法完全浸入水中而无法工作，这也阻止了它们在制造工作流程的某些区域中使用。

全新的RFID设备中天线被封装在一个带电的外壳内部

为了克服现有RFID标签的局限性，研究人员设计了一种新颖的天线布局，当设备浸入另一种介质中时可以防止信号电抗。该团队的芯片设计包括两个主要的对称辐射体，一个匹配网络和一个介电涂层，该涂层经过优化可在某些频率下工作。

天线的主体具有双锥形结构，中间有一块金属板，该金属板已预先编程，介电常数为2.8，损耗角正切为0.02。两个方形金属条也缠绕在板的两侧，并通过一个孔连接，这最终使天线的宽带与RFID芯片的宽带匹配。

利用先进的EM仿真软件在设备设计中，研究人员可以对其进行优化，以用于常见的RFID频率。一旦团队的最终产品准备就绪，他们就可以通过将圆柱状聚合物主体分两半进行3D打印来制造其介电涂层，然后再将它们连接以将天线封装在内部。

天线也涂有导电的银墨水，用作电镀铜的种子。一旦完成，该设备的圆锥形结构就会被一层薄薄的合金覆盖，这使其能够成功接收和传输信号。

随后的测试表明，科学家的仿真与原型性能之间存在一些不匹配，特别是在带宽方面。考虑到器件几何形状的复杂性，其最终设计的精度在某些区域的精度方面有所不同，这对芯片的EM行为产生了连锁效应。