高新材料公司Chasm：汽車擋風(fēng)玻璃標(biāo)簽或?qū)⑼该骰?/h3>

2023-03-16 16:02 RFID世界網(wǎng)

關(guān)鍵詞：RFID

導(dǎo)讀：幾家基于物聯(lián)網(wǎng)(IoT)的天線制造商正在開發(fā)利用Chasm生產(chǎn)的一種幾乎透明的新材料產(chǎn)品，使得物聯(lián)網(wǎng)或射頻識(shí)別(RFID)傳感器和標(biāo)簽?zāi)軌驊?yīng)用在過去傳統(tǒng)天線造成視覺破壞的地方，例如汽車擋風(fēng)玻璃上。

幾家基于物聯(lián)網(wǎng)(IoT)的天線制造商正在開發(fā)利用Chasm生產(chǎn)的一種幾乎透明的新材料產(chǎn)品，使得物聯(lián)網(wǎng)或射頻識(shí)別(RFID)傳感器和標(biāo)簽?zāi)軌驊?yīng)用在過去傳統(tǒng)天線造成視覺破壞的地方，例如汽車擋風(fēng)玻璃上。據(jù)該公司報(bào)道，這種新型天線被設(shè)計(jì)成隱藏在可視范圍之下，雖然不是完全隱形，但對(duì)用戶來說不會(huì)覺得顯眼。

Chasm成立于2015年，致力于開發(fā)和制造使產(chǎn)品具有更好的性能和更好的可持續(xù)性的先進(jìn)材料。該公司將碳納米管(CNT)內(nèi)置到材料中，以提供強(qiáng)度、靈活性和導(dǎo)電性，同時(shí)實(shí)現(xiàn)近乎透明。除此之外Chasm還生產(chǎn)透明加熱器、低碳水泥和電池材料。

全球天線和先進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)組件提供商Taoglas則推出了三款隱形天線產(chǎn)品，這些產(chǎn)品由Chasm的混合透明導(dǎo)體技術(shù)(稱為AgeNT)支持。該公司目前正在營銷該天線，以便在不需要增加布線或更換車架的情況下為車輛提供連接。相反，用戶可以簡單地剝離該設(shè)備，并將其貼在擋風(fēng)玻璃上。

現(xiàn)有天線的視覺障礙

一個(gè)經(jīng)典的RFID標(biāo)簽很大一組成部分是天線。它通常由一根銅線組成，圍繞著存儲(chǔ)標(biāo)簽數(shù)據(jù)的IC。因此，RFID標(biāo)簽和物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的一些應(yīng)用可能會(huì)受到美學(xué)方面的限制。例如，在玻璃上安裝天線會(huì)破壞玻璃的外觀，還會(huì)抑制能見度。

此外，一些物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備制造商選擇將無線天線安裝在設(shè)備里面從而隱藏它，但這意味著性能會(huì)受到影響。Chasm的首席執(zhí)行官兼聯(lián)合創(chuàng)始人David Arthur表示，只因需要包裝(非透明標(biāo)簽的一部分)，這就會(huì)成為基于印刷電路板天線的一個(gè)關(guān)鍵缺點(diǎn)。他進(jìn)一步解釋道，如果它們安裝在玻璃上，要么會(huì)吸引人們對(duì)天線的注意力，要么會(huì)擋住視線。

另一方面，透明天線將為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品開發(fā)人員在天線放置方面提供更多的設(shè)計(jì)自由。據(jù)他描述，Chasm多年來一直致力于開發(fā)這種透明天線解決方案，并計(jì)劃在今年發(fā)布這一開發(fā)成果。

Arthur表示，該產(chǎn)品正在一系列天線上進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，無論是傳輸藍(lán)牙低能耗(BLE)信號(hào)、Wi-Fi、超寬帶(UWB)、5G、GNSS(衛(wèi)星)、超高頻(UHF) RFID還是近場通信(NFC)。有了這種新材料，天線制造商可以從不透明的基于印刷電路板的天線發(fā)展到透明的天線。

透明天線內(nèi)部是什么？

天線材料由極細(xì)銅線合并的微網(wǎng)組成，寬度為5微米(0.0002英寸)，呈菱形圖案。為了把銅線的寬度放在合適的場景下，任何尺寸低于約8微米(0.0003英寸)的東西都很難被人眼看到。因此，當(dāng)通過Chasm的網(wǎng)格觀察時(shí)，人們不會(huì)看到銅。

而在電線之間則是大量的開放區(qū)域，光將通過該區(qū)域，大約占總網(wǎng)格面積的85%到95%。銅的厚度足以輸送電流，但效果不如一塊較寬的銅。因此，這種天線材料利用了印刷碳納米管，以絲網(wǎng)印刷油墨的形式覆蓋在銅微網(wǎng)上，從而提高開放空間所需的導(dǎo)電性。

碳納米管起著非常重要的作用，它們是已知的最堅(jiān)固的材料之一，所以為組成銅微網(wǎng)的微小電線提供了機(jī)械加固。通過這種方式，導(dǎo)電碳納米管可以繞過微小導(dǎo)線上的裂縫，就像一個(gè)自愈的導(dǎo)電薄膜，被稱之為混合透明導(dǎo)體。

所使用的納米管是所謂的單壁碳納米管(SWCNTs)，而不是多壁形式。簡單地說，只需要一面墻就能導(dǎo)電。雖然更常見的碳納米管包含多達(dá)10個(gè)壁，但其他9個(gè)只負(fù)責(zé)吸收光，在導(dǎo)電性方面沒有任何價(jià)值，所以選擇了種植單壁碳納米管。

Arthur報(bào)告說，對(duì)用戶來說，底線是天線足夠透明，如果人們不注意的話，它可能不會(huì)被發(fā)現(xiàn)。在性能方面，該公司在內(nèi)部測試中發(fā)現(xiàn)，柔性天線更接近優(yōu)質(zhì)射頻微波級(jí)印刷電路板的性能，因而銅微網(wǎng)和碳納米管的結(jié)合使這成為可能。

將天線安裝在擋風(fēng)玻璃上

該天線主要用于汽車擋風(fēng)玻璃，以提供玻璃聯(lián)網(wǎng)功能。雖然運(yùn)營商要求在駕駛或使用車輛時(shí)加強(qiáng)與外部世界的連接，但Chasm報(bào)告稱，天線的空間有限，即使汽車的窗戶和擋風(fēng)玻璃都有大量的玻璃表面，但用戶和制造商不愿意覆蓋這些空間，因?yàn)閾?dān)心影響能見度。另一方面，用戶不能將天線安裝在金屬后面，因?yàn)樘炀€根本無法正常工作。

在許多情況下，這意味著物聯(lián)網(wǎng)連接需要在車架上鉆孔，并將天線安裝在金屬之外，比如車頂上。Arthur表示，Chasm的天線被設(shè)計(jì)成可以剝離并粘在玻璃表面，與將天線集成到車輛中相比，這將使應(yīng)用程序的成本更低。

Taoglas專門為公共安全和交通工具提供物聯(lián)網(wǎng)和連接解決方案，并提供多種版本的透明天線解決方案，可連接到塑料、玻璃和屏幕上。通過為玻璃提供清晰、靈活的天線，該公司節(jié)省了用戶通過鉆孔安裝天線來升級(jí)車輛的成本。除汽車外，Taoglass預(yù)計(jì)還將在車窗玻璃上使用這種天線來創(chuàng)建智能互聯(lián)建筑，以及電動(dòng)汽車充電器和停車計(jì)時(shí)器等其他應(yīng)用。

當(dāng)涉及到物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備時(shí)，天線可以應(yīng)用于外部，在那里它們可以在不破壞設(shè)備外觀的情況下具有更好的傳輸功能。一個(gè)例子可以是NFC標(biāo)簽。例如，采用13.56MHz NFC技術(shù)并符合ISO 14443品牌保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的公司可以將天線安裝在奢侈產(chǎn)品（如葡萄酒或香水瓶）的標(biāo)簽上。這樣，Chasm解釋道，標(biāo)簽將不那么顯眼，消費(fèi)者只能看到產(chǎn)品和印刷的標(biāo)簽。

透明天線怎樣營銷

Chasm正在向天線公司和設(shè)備制造商銷售這種材料。Arthur表示，我們是一家材料公司，目前不具備天線設(shè)計(jì)能力，所以我們選擇與天線設(shè)計(jì)專家合作。這些天線已經(jīng)在從衛(wèi)星到NFC和HF RFID的一系列頻率上進(jìn)行了測試。雖然也有其他公司提供透明天線，但Chasm產(chǎn)品的不同之處在于，它薄而靈活，設(shè)計(jì)方便，同時(shí)它還與玻璃制成的產(chǎn)品不同，它采用的是剝離和粘貼的形式。

根據(jù)Arthur的說法，在電路板層面上，使用透明材料的天線將比傳統(tǒng)天線更昂貴。但在系統(tǒng)層面，考慮到?jīng)]有額外的包裝成本，而且用戶不必把天線放在一個(gè)外殼里，反而可能更便宜。他還提到了其他與安裝相關(guān)的潛在成本節(jié)省。他表示，因?yàn)榭梢园阉旁谌魏蜗胍牡胤?，通常是在玻璃上，所以電纜的數(shù)量更少。因此，安裝成本更低，布線成本更低，而且沒有包裝成本。