專利名稱：射頻識(shí)別標(biāo)簽天線、射頻識(shí)別標(biāo)簽以及射頻識(shí)別系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于射頻識(shí)別(Radio Frequency Identification, RFID)技術(shù)領(lǐng)域， 涉及RFID標(biāo)簽天線、包括該RFID標(biāo)簽天線的RFID標(biāo)簽以及包括該RFID標(biāo)簽的RFID系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
RFID技術(shù)已經(jīng)被廣泛已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，例如，貨物銷售、運(yùn)輸、生產(chǎn)、廢物管理、郵政跟蹤、航空行李管理、車輛收費(fèi)管理等領(lǐng)域，傳統(tǒng)的紙帶條形碼因其存儲(chǔ)能力小、不能改寫等缺點(diǎn)，在識(shí)別領(lǐng)域，其已經(jīng)慢慢被RFID系統(tǒng)所替代。RFID系統(tǒng)通常地包括多個(gè)RFID標(biāo)簽、至少一個(gè)與該RFID標(biāo)簽通信的具有天線的 RFID讀取器、以及用于控制該RFID讀取器的計(jì)算裝置。通常地，RFID標(biāo)簽由RFID標(biāo)簽天線和標(biāo)簽芯片組成；RFID讀取器包括用于將能量或信息提供到RFID標(biāo)簽的發(fā)送器以及用于從RFID標(biāo)簽接收身份和其它信息；計(jì)算裝置處理通過RFID讀取器所獲得的信息。RFID 讀取器的發(fā)送器經(jīng)由天線輸出RF(Radic) Frequency，射頻)信號(hào)，從而產(chǎn)生電磁場(chǎng)，該電磁場(chǎng)使得標(biāo)簽返回?cái)y帶信息的RF信號(hào)。在RFID標(biāo)簽中，電磁場(chǎng)所產(chǎn)生的無線電波信號(hào)是經(jīng)由RFID標(biāo)簽天線傳送到標(biāo)簽芯片，并且，標(biāo)簽芯片的電流信號(hào)是通過RFID標(biāo)簽天線傳送到空間中。因此，RFID標(biāo)簽天線的一端和標(biāo)簽芯片中電流信號(hào)耦合，另一端和空間中無線電波信號(hào)耦合。因此，RFID標(biāo)簽天線的基本性能可以分為兩部分，一部分為描述RFID標(biāo)簽天線相對(duì)標(biāo)簽芯片的特性，即阻抗特性，另一部分為描述天RFID標(biāo)簽天線與空間中的無線電波的關(guān)系特性，即輻射特性。 RFID標(biāo)簽天線中，關(guān)于阻抗特性的主要性能參數(shù)有輸入阻抗，關(guān)于輻射特性的主要參數(shù)有方向圖、增益(gain)、極化、效率等。圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)中的一種RFID標(biāo)簽天線的結(jié)構(gòu)示意圖。該RFID標(biāo)簽天線采用垂直折線型輻射體11以及導(dǎo)體環(huán)13，輻射體11和導(dǎo)體環(huán)13通過電感耦合。圖2所示為現(xiàn)有技術(shù)中的又一種RFID標(biāo)簽天線的結(jié)構(gòu)示意圖。該RFID標(biāo)簽天線采用垂直折線型輻射體15以及導(dǎo)體環(huán)17，輻射體15和導(dǎo)體環(huán)17通過電感耦合?，F(xiàn)有技術(shù)的RFID標(biāo)簽天線的結(jié)構(gòu)均存在設(shè)計(jì)靈活性差的缺點(diǎn)，因此其在與標(biāo)簽芯片耦合形成RFID標(biāo)簽時(shí)，會(huì)影響其阻抗特性和輻射特性。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的之一在于，提高RFID標(biāo)簽天線的阻抗特性。本實(shí)用新型的又一目的在于，提高RFID標(biāo)簽天線的輻射特性。為實(shí)現(xiàn)以上目的或者其它目的，本實(shí)用新型提供以下技術(shù)方案按照本實(shí)用新型的一方面，提供一種RFID標(biāo)簽天線，所述天線與饋源體連接，其特征在于，所述天線包括用于接地的貼片；L形第一輻射體和L形第二輻射體；[0013]U形饋線；以及電感線；其中，所述L形第一輻射體和所述L形第二輻射體通過其垂直部分連接于所述貼片，所述L形第一輻射體和所述L形第二輻射體關(guān)于所述標(biāo)簽天線的中心軸對(duì)稱、以形成T 形結(jié)構(gòu)的輻射體；所述U形饋線形成于所述L形第一輻射體與所述L形第二輻射體之間、并且其一端與所述饋源體連接，所述U形饋線的垂直部分與所述L形第一輻射體和所述L形第二輻射體的垂直部分之間縫隙耦合；所述電感線在所述中心軸處與所述U形饋線的水平部分垂直連接。具體地，所述貼片為長(zhǎng)方形狀或者正方形。作為以上實(shí)施例的較佳方案，所述U形饋線的垂直部分包括第一垂直饋線段、第二垂直饋線段；所述第一垂直饋線段與所述L形第一輻射體的垂直部分之間縫隙耦合，所述第二垂直饋線段與所述L形第二輻射體的垂直部分之間縫隙耦合。作為以上實(shí)施例的較佳方案，所述第一垂直饋線段與所述L形第一輻射體之間的間距范圍為0. 5mm至3mm ；所述第二垂直饋線段與所述L形第二輻射體之間的間距范圍為 0. 5mm 至 5mmο作為以上實(shí)施例的較佳方案，所述U形饋線包括水平饋線段，所述水平饋線段的長(zhǎng)度范圍為8mm至40mm。作為以上實(shí)施例的較佳方案，所述電感線位于所述中心軸上。作為以上實(shí)施例的較佳方案，所述電感線的長(zhǎng)度范圍為15mm至60mm，所述電感線被相應(yīng)地設(shè)置在1. 5平方毫米至2100平方毫米范圍內(nèi)。作為以上實(shí)施例的較佳方案，所述L形第一輻射體和L形第二輻射體通過多條輻射條垂直彎折連接以包圍形成L形輪廓結(jié)構(gòu)。按照本實(shí)用新型的又一方面，提供一種射頻識(shí)別標(biāo)簽，其包括基體，設(shè)置與所述基體上的、以上任一實(shí)施例所述的射頻識(shí)別標(biāo)簽天線；以及用作饋源體的標(biāo)簽芯片。其中，設(shè)置所述U形饋線的垂直部分與所述L形第一輻射體和所述L形第二輻射體的垂直部分之間的間距、所述U形饋線的垂直部分的長(zhǎng)度、所述U形饋線的水平部分的長(zhǎng)度和/或所述電感性的長(zhǎng)度，以使所述射頻識(shí)別標(biāo)簽天線的阻抗與所述標(biāo)簽芯片的阻抗共軛匹配。按照本實(shí)用新型的還一方面，提供一種射頻識(shí)別系統(tǒng)，其包括多個(gè)以上任一實(shí)施例所述的射頻識(shí)別標(biāo)簽。本實(shí)用新型的技術(shù)效果是，根據(jù)標(biāo)簽芯片的阻抗特性，可以通過設(shè)計(jì)U形饋線的垂直部分的長(zhǎng)度和/或縫隙耦合的縫隙間距，其電感參數(shù)易于調(diào)節(jié)，從而可以調(diào)節(jié)實(shí)部阻抗；也可以通過設(shè)計(jì)U形饋線的水平部分的長(zhǎng)度和/或所述電感性的長(zhǎng)度來調(diào)節(jié)虛部阻抗。 進(jìn)而，標(biāo)簽天線的阻抗與標(biāo)簽芯片的阻抗之間可以實(shí)現(xiàn)良好的共軛匹配。因此，本實(shí)用新型的RFID標(biāo)簽天線設(shè)計(jì)靈活性好，天線阻抗和標(biāo)簽芯片阻抗的共軛匹配靈活度大，RFID標(biāo)簽天線的阻抗特性得到提高。同時(shí)，兩個(gè)L形輻射體以軸對(duì)稱方式組成的類似T形結(jié)構(gòu)的輻射體，可以有效地提高RFID標(biāo)簽天線的增益，本實(shí)用新型的RFID標(biāo)簽在860MHz至960MHz 的頻段范圍內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)良好的增益指標(biāo)，因此，輻射特性也得到提高。

從結(jié)合附圖的以下詳細(xì)說明中，將會(huì)使本實(shí)用新型的上述和其它目的及優(yōu)點(diǎn)更加完全清楚，其中，相同或相似的要素采用相同的標(biāo)號(hào)表示。圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的一種RFID標(biāo)簽天線的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)中的又一種RFID標(biāo)簽天線的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是按照本實(shí)用新型一實(shí)施例提供的RFID標(biāo)簽天線的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是按照本實(shí)用新型又一實(shí)施例提供的RFID標(biāo)簽天線的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是按照本實(shí)用新型一實(shí)施例提供的RFID標(biāo)簽的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面介紹的是本實(shí)用新型的多個(gè)可能實(shí)施例中的一些，旨在提供對(duì)本實(shí)用新型的基本了解。并不旨在確認(rèn)本實(shí)用新型的關(guān)鍵或決定性的要素或限定所要保護(hù)的范圍。容易理解，根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案，在不變更本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)精神下，本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員可以提出可相互替換的其它實(shí)現(xiàn)方式。因此，以下具體實(shí)施方式
以及附圖僅是對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案的示例性說明，而不應(yīng)當(dāng)視為本實(shí)用新型的全部或者視為對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案的限定或限制。圖3所示為按照本實(shí)用新型一實(shí)施例提供的RFID標(biāo)簽天線的結(jié)構(gòu)示意圖。在該實(shí)施例中，天線20應(yīng)用于RFID標(biāo)簽中，因此，其為二維平面天線(例如xy平面的平面天線)； 天線20整體上被設(shè)計(jì)為T形(兩個(gè)L形輻射體基本組成的T形)，其所在的平面定義為xy 平面，其中，T形結(jié)構(gòu)的水平方向定義為χ方向，T形結(jié)構(gòu)的垂直方向定義為y方向。以下說明中，基于該坐標(biāo)定義進(jìn)行說明，但是需要理解的是，該坐標(biāo)定義是相對(duì)的。天線20包括用于接地的貼片21，其被設(shè)置為方塊狀，例如其可以為長(zhǎng)方形或正方形。以貼片21為矩形為例，天線21的中心線四為該天線20的中心軸四。天線20還包括兩個(gè)L形輻射體23a和23b，在該實(shí)施例中，L形輻射體被倒置，因此，也可以稱之為倒L形輻射體，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在參考坐標(biāo)發(fā)生變化時(shí) (例如旋轉(zhuǎn)180°時(shí))，倒L形可以變成正常的L形。輻射體23a和23b結(jié)構(gòu)相同并且關(guān)于中心軸四對(duì)稱，具體地，L形輻射體23a和23通過輻射條垂直彎折包圍形成L形輪廓結(jié)構(gòu) (其中間為空腔)，如圖3所示，垂直輻射條232和234形成L形的垂直部分，水平輻射條 231和233、以及垂直輻射條236形成L形的水平部分；通過其垂直部分，即垂直輻射條232 和234的一端，基本垂直連接至貼片21。L形輻射體23a的垂直部分和L形輻射體23b的垂直部分相對(duì)設(shè)置，也即兩條垂直輻射條232相對(duì)設(shè)置，從而L形輻射體23a和2 大致地形成了類似如圖所示的“T”形結(jié)構(gòu)，其中，L形輻射體23a和23b的垂直部分形成T形結(jié)構(gòu)的垂直部分，L形輻射體23a和23b的水平部分形成T形結(jié)構(gòu)的水平部分。L形輻射體中， 本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)具體情況要求選擇設(shè)置輻射條231-236的長(zhǎng)度。繼續(xù)如圖3所示，L形輻射體23a和2 之間有一定間距，例如，其間距范圍可以設(shè)置為9mm至48mm。在L形輻射體23a和2 之間的區(qū)域，垂直設(shè)置U形饋線25。在該實(shí)施例中，U形饋線25被倒置，因此，也可以稱之為倒U形饋線，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在參考坐標(biāo)發(fā)生變化時(shí)(例如旋轉(zhuǎn)180°時(shí))，倒U形可以變成正常的U形。饋電點(diǎn)27 置于貼片21的上邊沿，其U形饋線25的一端與饋電點(diǎn)27連接，因此，U形饋線的U形開口朝向貼片21。在圖3所示實(shí)施例中，U形饋線25通過饋線條垂直彎折形成，因此，U形饋線25包括水平饋線段251，其形成U形饋線25的水平部分；U形饋線25還包括垂直饋線段252、2M 和256，其形成U形饋線25的垂直部分。其中，垂直饋線段252的一端與饋電點(diǎn)27連接，因此，其可以與饋電點(diǎn)27處的饋源體(例如標(biāo)簽芯片)連接。垂直饋線段252與L形輻射體 23a的垂直輻射條232基本平行設(shè)置，二者之間的間距dn可以設(shè)置為0. 5mm至3mm(例如， dn可以選擇為1. 2mm)，從而，垂直饋線段252與垂直輻射條232之間可以形成縫隙耦合，以對(duì)L形輻射體23a饋電。同樣，垂直饋線段2M與L形輻射體23b的垂直輻射條232基本平行設(shè)置，二者之間的間距d12可以設(shè)置為0. 5mm至5mm(例如，dn可以選擇為1. 5mm)，從而，垂直饋線段2M與垂直輻射條232之間可以形成縫隙耦合，以對(duì)L形輻射體2 饋電。 在該實(shí)施例中，以上縫隙耦合基本為電容耦合。在該實(shí)施例中，垂直饋線段邪4的末端一部分被向中心彎折再向下方彎折后，形成如圖3所示的垂直線段256，垂直線段256也與垂直輻射條232之間平行，較佳地，垂直線段256與中心軸四位置重合。垂直線段256與垂直輻射條232之間的距離d2設(shè)置為0. 5mm至30mm(當(dāng)d2設(shè)置為與dn相等時(shí)，即為以下圖4 所示實(shí)施例的情形)。圖4所示為按照本實(shí)用新型又一實(shí)施例提供的RFID標(biāo)簽天線的結(jié)構(gòu)示意圖。在該實(shí)施例中，RFID標(biāo)簽天線40與RFID標(biāo)簽天線20的差異主要在于U形饋線的具體結(jié)構(gòu)， 如圖3和圖4所示，U形饋線45的垂直部分僅包括垂直饋線段252、454，也即在垂直饋線段454的末端未設(shè)置垂直饋線段256。因此，圖4所示實(shí)施例的U形饋線更嚴(yán)格意義地為U 形，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員需要理解的是，對(duì)圖4所示U形饋線的細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)的變化，例如，其變化為圖3所示的U形饋線，均還可以理解為U形結(jié)構(gòu)。繼續(xù)如圖3所示，天線20還包括電感線沈，其與中心軸四位置重合，并與U形饋線25的水平部分(即水平饋線段251)垂直連接。電感線沈的面積范圍可以設(shè)置為1. 5 平方毫米至2100平方毫米。(例如，其長(zhǎng)度范圍可以設(shè)置為15mm至60mm，相應(yīng)地，寬度范圍可以設(shè)置為0. Imm至；35讓)圖5所示為按照本實(shí)用新型一實(shí)施例提供的RFID標(biāo)簽的結(jié)構(gòu)示意圖。在該實(shí)施例中，RFID標(biāo)簽200包括如圖3所示實(shí)施例的RFID標(biāo)簽天線20，其設(shè)置于基體50之上，具體地，RFID標(biāo)簽天線20可以通過印刷、刻蝕等方法在基體50之上形成，基體50的具體材料種類不是限制性的，例如其可以為塑料襯底等。標(biāo)簽芯片90置于饋電點(diǎn)37之上，因此， RFID標(biāo)簽天線20可以通過其U形饋線25與標(biāo)簽芯片90中的電流信號(hào)耦合。在圖3和圖4所示的RFID標(biāo)簽天線20中，其阻抗可以表示為A+Bj，其中“A”表示阻抗的實(shí)部，“B”表示阻抗的虛部。實(shí)部A主要由U形饋線25的垂直部分(即垂直饋線段252和254)以及U形饋線25與L形輻射體之間的間距(即dl)決定，因此，通過設(shè)計(jì)垂直饋線段252和254的長(zhǎng)度、和/或U形饋線25與L形輻射體之間的間距來調(diào)節(jié)實(shí)部阻抗 A ；虛部B主要由電感線沈和U形饋線25的水平部分(水平饋線段251)決定，因此，通過
6設(shè)計(jì)水平饋線段251的長(zhǎng)度(χ方向的長(zhǎng)度，例如在8mm至40mm內(nèi)選擇)、電感線沈的長(zhǎng)度來調(diào)節(jié)虛部阻抗B (—般地，虛部阻抗B與電感線沈的長(zhǎng)度成正比、與水平饋線段251的長(zhǎng)度成反比)。進(jìn)而，標(biāo)簽天線20的阻抗A+Bj與標(biāo)簽芯片90的阻抗之間可以實(shí)現(xiàn)良好的共軛匹配。因此，RFID標(biāo)簽天線20設(shè)計(jì)靈活性好，天線阻抗和標(biāo)簽芯片阻抗的共軛匹配靈活度大，RFID標(biāo)簽天線的阻抗特性得到提高。同時(shí)，兩個(gè)L形輻射體以軸對(duì)稱方式組成的類似T形結(jié)構(gòu)的輻射體，可以有效地提高RFID標(biāo)簽天線的增益，本實(shí)用新型的RFID標(biāo)簽在860MHz至960MHz的頻段范圍內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)良好的增益指標(biāo)，因此，輻射特性也得到提高。本實(shí)用新型同時(shí)提供RFID系統(tǒng)，其包括多個(gè)以上實(shí)施例中所描述的RFID標(biāo)簽 200，該RFID系統(tǒng)還包括具有天線的RFID讀取器、以及用于控制該RFID讀取器的計(jì)算裝置。RFID讀取器和計(jì)算裝置為本領(lǐng)域技術(shù)人員完全能夠?qū)崿F(xiàn)的部件，在此不再一一描述。以上例子主要說明了本實(shí)用新型的RFID標(biāo)簽天線、RFID標(biāo)簽及其RFID系統(tǒng)。盡管只對(duì)其中一些本實(shí)用新型的實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解， 本實(shí)用新型可以在不偏離其主旨與范圍內(nèi)以許多其他的形式實(shí)施。因此，所展示的例子與實(shí)施方式被視為示意性的而非限制性的，在不脫離如所附各權(quán)利要求所定義的本實(shí)用新型精神及范圍的情況下，本實(shí)用新型可能涵蓋各種的修改與替換。
權(quán)利要求1.一種射頻識(shí)別標(biāo)簽天線，所述天線與饋源體連接，其特征在于，所述天線包括 用于接地的貼片；L形第一輻射體和L形第二輻射體； U形饋線；以及電感線；其中，所述L形第一輻射體和所述L形第二輻射體通過其垂直部分連接于所述貼片，所述L形第一輻射體和所述L形第二輻射體關(guān)于所述標(biāo)簽天線的中心軸對(duì)稱、以形成T形結(jié)構(gòu)的輻射體；所述U形饋線形成于所述L形第一輻射體與所述L形第二輻射體之間、并且其一端與所述饋源體連接，所述U形饋線的垂直部分與所述L形第一輻射體和所述L形第二輻射體的垂直部分之間縫隙耦合；所述電感線在所述中心軸處與所述U形饋線的水平部分垂直連接。
2.如權(quán)利要求1所述射頻識(shí)別標(biāo)簽天線，其特征在于，所述貼片為長(zhǎng)方形狀或者正方 形。
3.如權(quán)利要求1所述射頻識(shí)別標(biāo)簽天線，其特征在于，所述U形饋線的垂直部分包括第一垂直饋線段、第二垂直饋線段；所述第一垂直饋線段與所述L形第一輻射體的垂直部分之間縫隙耦合，所述第二垂直饋線段與所述L形第二輻射體的垂直部分之間縫隙耦合。
4.如權(quán)利要求3所述射頻識(shí)別標(biāo)簽天線，其特征在于，所述第一垂直饋線段與所述L形第一輻射體之間的間距范圍為0. 5mm至3mm ；所述第二垂直饋線段與所述L形第二輻射體之間的間距范圍為0. 5mm至5mm。
5.如權(quán)利要求1或4所述射頻識(shí)別標(biāo)簽天線，其特征在于，所述U形饋線包括水平饋線段，所述水平饋線段的長(zhǎng)度范圍為8mm至40mm。
6.如權(quán)利要求1所述射頻識(shí)別標(biāo)簽天線，其特征在于，所述電感線位于所述中心軸上。
7.如權(quán)利要求1或6所述射頻識(shí)別標(biāo)簽天線，其特征在于，所述電感線的長(zhǎng)度范圍為 15mm至60mm，所述電感線被相應(yīng)地設(shè)置在1. 5平方毫米至2100平方毫米范圍內(nèi)。
8.如權(quán)利要求1所述射頻識(shí)別標(biāo)簽天線，其特征在于，所述L形第一輻射體和L形第二輻射體通過多條輻射條垂直彎折連接以包圍形成L形輪廓結(jié)構(gòu)。
9.一種射頻識(shí)別標(biāo)簽，其包括 基體，設(shè)置與所述基體上的如權(quán)利要求1所述的射頻識(shí)別標(biāo)簽天線；以及用作饋源體的標(biāo)簽芯片。
10.一種射頻識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于，包括多個(gè)如權(quán)利要求9所述的射頻識(shí)別標(biāo)簽。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種射頻識(shí)別標(biāo)簽天線、射頻識(shí)別標(biāo)簽以及射頻識(shí)別系統(tǒng)，屬于射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)領(lǐng)域。該RFID標(biāo)簽天線包括用于接地的貼片，L形第一輻射體和L形第二輻射體，U形饋線，以及電感線。該RFID標(biāo)簽天線設(shè)計(jì)靈活性好、天線阻抗和標(biāo)簽芯片阻抗的共軛匹配靈活度大，易于實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽芯片的阻抗之間可以實(shí)現(xiàn)良好的共軛匹配。
文檔編號(hào)G06K19/077GK202058856SQ20112017291
公開日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2011年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月26日
發(fā)明者安文星, 朱曉東, 李書芳, 洪衛(wèi)軍, 王彬, 鄧力, 陳坤鵬, 韓方正 申請(qǐng)人:揚(yáng)州稻源微電子有限公司, 江蘇瀚源電子科技有限公司