專(zhuān)利名稱(chēng)：可增強(qiáng)定向輻射性能的超高頻折疊電子標(biāo)簽天線(xiàn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型主要涉及到射頻識(shí)別(RFID)系統(tǒng)領(lǐng)域，特指一種電子標(biāo)簽定向天線(xiàn)。
背景技術(shù)：
隨著產(chǎn)品電子編碼(EPC)和物聯(lián)網(wǎng)的研究與發(fā)展，超高頻(UHF)電子標(biāo)簽的設(shè)計(jì)越來(lái)越受到人們的關(guān)注。射頻識(shí)別(RFID)系統(tǒng)由電子標(biāo)簽與讀寫(xiě)器構(gòu)成，其工作過(guò)程是， 讀寫(xiě)器產(chǎn)生特定頻率的電磁波并通過(guò)空間耦合方式發(fā)送出去(發(fā)送提問(wèn)信號(hào))，當(dāng)讀寫(xiě)器進(jìn)入電子標(biāo)簽的讀取距離時(shí)電子標(biāo)簽接收到該提問(wèn)信號(hào)并將讀寫(xiě)器發(fā)送的電磁波進(jìn)行反向散射偶合后返回給讀寫(xiě)器(回復(fù)應(yīng)答信號(hào))。由于電子標(biāo)簽方便、有效，電子標(biāo)簽被人們廣泛應(yīng)用于物流運(yùn)輸和供應(yīng)鏈管理中。 常用的方法是將RFID電子標(biāo)簽直接貼在包裝箱表面某個(gè)平整區(qū)域，但是這種將標(biāo)簽布置在包裝箱某個(gè)平面上的方法具有局限性。包裝箱電子標(biāo)簽的輻射效率受到包裝物品內(nèi)容很大的影響。如果包裝物品是水或油等可以吸收電磁波的介質(zhì)，或者是金屬等可以在特定方向反射電磁波的介質(zhì)，則電子標(biāo)簽的輻射效率將大幅降低。在RFID應(yīng)用中，要應(yīng)對(duì)電磁輻射效率下降問(wèn)題的方法主要有加大天線(xiàn)增益，試圖穿透電磁吸收物質(zhì)；或者采用多天線(xiàn)方法，使部分天線(xiàn)能從不同角度接受電磁信號(hào)。還有另一種方法是在包裝中使用方向性天線(xiàn)，通過(guò)對(duì)天線(xiàn)的調(diào)節(jié)和設(shè)計(jì)，在某個(gè)方向增大增益或?qū)⑤椛浼械侥硞€(gè)沒(méi)有電磁障礙的方向。但是，往往這種結(jié)構(gòu)均較為復(fù)雜。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、成本低廉、制作簡(jiǎn)便、可貼合于包裝箱的棱角設(shè)計(jì)、使得在包裝箱某棱角方向能提供更高的輻射增益、增大電子標(biāo)簽的閱讀距離、提高電子標(biāo)簽的閱讀穩(wěn)定性的可增強(qiáng)定向輻射性能的超高頻折疊電子標(biāo)簽天線(xiàn)。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案—種可增強(qiáng)定向輻射性能的超高頻折疊電子標(biāo)簽天線(xiàn)，其特征在于包括射頻IC 芯片、輻射天線(xiàn)單元以及引向器天線(xiàn)單元，所述輻射天線(xiàn)單元與引向器天線(xiàn)單元呈平行分布并相隔一定距離，所述輻射天線(xiàn)單元包括第一天線(xiàn)單元和第二天線(xiàn)單元，所述射頻IC芯片連接于第一天線(xiàn)單元和第二天線(xiàn)單元之間，所述第一天線(xiàn)單元與第二天線(xiàn)單元以射頻IC 芯片為中心呈對(duì)稱(chēng)分布。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)所述第一天線(xiàn)單元和第二天線(xiàn)單元分別位于相互呈90°夾角的兩個(gè)平面內(nèi)，所述引向器天線(xiàn)單元沿第一天線(xiàn)單元與第二天線(xiàn)單元之間的中心線(xiàn)折疊成兩部分且兩部分分別位于相互呈90°夾角的兩個(gè)平面內(nèi)。所述第一天線(xiàn)單元和第二天線(xiàn)單元上均設(shè)有用來(lái)連接射頻IC芯片的芯片連接端子。[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于本實(shí)用新型的可增強(qiáng)定向輻射性能的超高頻折疊電子標(biāo)簽天線(xiàn)折疊的標(biāo)簽天線(xiàn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、成本低廉、加工制作方便，能夠更好的適應(yīng)包裝箱產(chǎn)品外觀(guān)上的棱角，即便彎曲也能很好貼合產(chǎn)品包裝箱；同時(shí)利用了折疊的棱角，令電子標(biāo)簽天線(xiàn)在棱角引向器方向具有高增益，使得標(biāo)簽作用距離更遠(yuǎn)，信號(hào)更強(qiáng)，可用于物流運(yùn)輸、供應(yīng)鏈管理等各種遠(yuǎn)距離非接觸式管理中。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型在具體應(yīng)用實(shí)例中的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型做E平面增益的仿真結(jié)果示意圖。圖例說(shuō)明1、端子；2、輻射天線(xiàn)單元；3、引向器天線(xiàn)單元；4、射頻IC芯片；5、包裝箱。
具體實(shí)施方式
以下將結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。如圖1所示，本實(shí)用新型的可增強(qiáng)定向輻射性能的超高頻折疊電子標(biāo)簽天線(xiàn)，包括射頻IC芯片4、輻射天線(xiàn)單元2以及引向器天線(xiàn)單元3，輻射天線(xiàn)單元2與引向器天線(xiàn)單元3呈平行分布并相隔一定距離，輻射天線(xiàn)單元2包括第一天線(xiàn)單元和第二天線(xiàn)單元，射頻 IC芯片4連接于第一天線(xiàn)單元和第二天線(xiàn)單元之間，第一天線(xiàn)單元與第二天線(xiàn)單元以射頻 IC芯片4為中心呈對(duì)稱(chēng)分布。參見(jiàn)圖2，以將本實(shí)用新型應(yīng)用于包裝箱5為例，第一天線(xiàn)單元和第二天線(xiàn)單元分別位于相互呈90°夾角的兩個(gè)平面內(nèi)，引向器天線(xiàn)單元3沿第一天線(xiàn)單元與第二天線(xiàn)單元之間的中心線(xiàn)折疊成兩部分且兩部分分別位于相互呈90°夾角的兩個(gè)平面內(nèi)。即，整個(gè)天線(xiàn)都以第一天線(xiàn)單元與第二天線(xiàn)單元之間的中心線(xiàn)呈鏡面對(duì)稱(chēng)狀，避開(kāi)射頻IC芯片，沿接近中心線(xiàn)的折疊線(xiàn)折疊形成90°夾角，輻射天線(xiàn)單元2的兩部分天線(xiàn)單元相互垂直，引向器天線(xiàn)單元3則沿折疊的兩部分相互垂直。本實(shí)施例中，進(jìn)一步在第一天線(xiàn)單元和第二天線(xiàn)單元上均設(shè)有用來(lái)連接射頻IC 芯片4的端子1。輻射天線(xiàn)單元2的長(zhǎng)度為天線(xiàn)工作波長(zhǎng)的三分之一左右，寬度略小于其長(zhǎng)度的八分之一。引向器天線(xiàn)單元3的長(zhǎng)度略小于半波長(zhǎng)，引向器天線(xiàn)單元3和輻射天線(xiàn)單元2的距離與輻射天線(xiàn)單元2的寬度相當(dāng)。在制作包裝箱的過(guò)程中，將標(biāo)簽天線(xiàn)放置到包裝箱5有90度夾角的棱角上，對(duì)準(zhǔn)天線(xiàn)的折疊線(xiàn)(即第一天線(xiàn)單元與第二天線(xiàn)單元之間的中心線(xiàn))和包裝箱5的棱角折疊線(xiàn)， 完成射頻IC芯片4和其他電子芯片的封裝后，對(duì)包裝箱5進(jìn)行折疊成90度角時(shí)，自然完成天線(xiàn)的折疊，形成超高頻折疊電子標(biāo)簽。其中，盡管天線(xiàn)是對(duì)稱(chēng)的，但由于輻射天線(xiàn)單元2 中心需要放置射頻IC芯片4，所以，天線(xiàn)不是完全對(duì)稱(chēng)折疊的，折疊線(xiàn)略偏于一邊，略超過(guò)芯片連接端子1。帶引向器天線(xiàn)單元3的折疊天線(xiàn)在包裝箱5的棱角處形成90°夾角，在沿著包裝箱5棱角的引向器方向可以有效提高輻射增益，增加輻射的方向性。根據(jù)電磁學(xué)原理，略短于半波長(zhǎng)的引向器對(duì)感應(yīng)信號(hào)呈“容性”，電流超前電壓90度；而引向器感應(yīng)的向輻射天線(xiàn)單元2輻射的電磁波又滯后于直接到達(dá)輻射天線(xiàn)單元2的信號(hào)90度，兩者相互抵消，結(jié)果相位相同，使得信號(hào)迭加，輻射強(qiáng)度更加高。而且，將偶極天線(xiàn)折疊，使得電磁波能夠更好的向外輻射。經(jīng)過(guò)測(cè)試仿真，與普通偶極天線(xiàn)相比，本實(shí)用新型的折疊天線(xiàn)能在棱角方向(即圖2的箭頭方向、圖3的-180度方向)，可以將輻射增益從1. 96dB提高至4. 15dB，其提高的效果非常明顯。如圖3所示，為本實(shí)用新型折疊天線(xiàn)的E平面增益仿真結(jié)果。普通的偶極天線(xiàn)有對(duì)稱(chēng)的上下兩個(gè)主瓣，輻射比較分散，其最強(qiáng)方向的輻射增益也較小，經(jīng)過(guò)仿真，結(jié)果為 1.96dB。由于輻射的總能量是一定的，將普通偶極天線(xiàn)的上主瓣的能量通過(guò)引向器集中到下主瓣，就可以提高天線(xiàn)的定向輻射性能。經(jīng)過(guò)仿真，如圖3所示，本實(shí)用新型可以顯著增大輻射的下主瓣，將最大輻射增益提高至4. 15dB，效果極為顯著。另，本實(shí)用新型的電子標(biāo)簽天線(xiàn)和包裝箱5的生產(chǎn)可一次成型，在棱角引向器方向(圖2中箭頭所示方向、圖3中-180度方向)提供了更高的輻射增益，增大了電子標(biāo)簽天線(xiàn)的閱讀距離，提高了電子標(biāo)簽天線(xiàn)的閱讀穩(wěn)定性。以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本實(shí)用新型思路下的技術(shù)方案均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。應(yīng)該提出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理前提下的改進(jìn)和潤(rùn)飾， 這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種可增強(qiáng)定向輻射性能的超高頻折疊電子標(biāo)簽天線(xiàn)，其特征在于包括射頻IC 芯片(4)、輻射天線(xiàn)單元(2)以及引向器天線(xiàn)單元(3)，所述輻射天線(xiàn)單元(2)與引向器天線(xiàn)單元(3)呈平行分布并相隔一定距離，所述輻射天線(xiàn)單元(2)包括第一天線(xiàn)單元和第二天線(xiàn)單元，所述射頻IC芯片(4)連接于第一天線(xiàn)單元和第二天線(xiàn)單元之間，所述第一天線(xiàn)單元與第二天線(xiàn)單元以射頻IC芯片(4)為中心呈對(duì)稱(chēng)分布。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可增強(qiáng)定向輻射性能的超高頻折疊電子標(biāo)簽天線(xiàn)，其特征在于所述第一天線(xiàn)單元和第二天線(xiàn)單元分別位于相互呈90°夾角的兩個(gè)平面內(nèi)，所述引向器天線(xiàn)單元(3)沿第一天線(xiàn)單元與第二天線(xiàn)單元之間的中心線(xiàn)折疊成兩部分且兩部分分別位于相互呈90°夾角的兩個(gè)平面內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可增強(qiáng)定向輻射性能的超高頻折疊電子標(biāo)簽天線(xiàn)，其特征在于所述第一天線(xiàn)單元和第二天線(xiàn)單元上均設(shè)有用來(lái)連接射頻IC芯片(4)的芯片連接端子(1)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種可增強(qiáng)定向輻射性能的超高頻折疊電子標(biāo)簽天線(xiàn)，包括射頻IC芯片、輻射天線(xiàn)單元以及引向器天線(xiàn)單元，輻射天線(xiàn)單元與引向器天線(xiàn)單元呈平行分布并相隔一定距離，輻射天線(xiàn)單元包括第一天線(xiàn)單元和第二天線(xiàn)單元，射頻IC芯片連接于第一天線(xiàn)單元和第二天線(xiàn)單元之間，第一天線(xiàn)單元與第二天線(xiàn)單元以射頻IC芯片為中心呈對(duì)稱(chēng)分布。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、成本低廉、制作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，可貼合于包裝箱的棱角設(shè)計(jì)，使得在包裝箱某棱角方向能提供了更高的輻射增益，增大了電子標(biāo)簽的閱讀距離，提高了電子標(biāo)簽的閱讀穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)H01Q21/00GK202042591SQ20112011770
公開(kāi)日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2011年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月20日
發(fā)明者烏耀益, 蔣江 申請(qǐng)人:蔣江