一種rfid超高頻電子標(biāo)簽近場天線的制作方法
【專利摘要】一種RFID超高頻電子標(biāo)簽近場天線，包括環(huán)形天線和位于環(huán)形天線內(nèi)部的內(nèi)部天線，所述環(huán)形天線具有位置對稱的第一開口和第二開口，且其中的第一開口用于安裝RFID芯片，所述內(nèi)部天線包括主部和位于主部兩側(cè)且與主部相連的兩個翼部，所述主部包括突向第一開口的第一突出結(jié)構(gòu)和突向第二開口的第二突出結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)部天線以環(huán)形天線兩個開口中點(diǎn)的連線軸對稱，且所述內(nèi)部天線通過所述翼部與環(huán)形天線相連接。利用所述標(biāo)簽天線可以獲得如下有益效果：阻抗與所用芯片匹配，從而提高了閱讀性能。
【專利說明】一種RFID超高頻電子標(biāo)簽近場天線
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及天線領(lǐng)域，尤其涉及一種RFID超高頻電子標(biāo)簽近場天線。
【背景技術(shù)】
[0002]射頻識別(Radio Frequency Identification, RFID)技術(shù)是近年來興起的一種自動識別技術(shù)。其系統(tǒng)的基本組件包括RFID電子標(biāo)簽、RFID讀寫器和天線。其中，天線是一種以電磁波形式把無線電收發(fā)機(jī)的射頻信號功率接收或輻射出去的裝置。
[0003]目前超高頻RFID電子標(biāo)簽容易受到環(huán)境的影響，無法穿透大部分液體，且過遠(yuǎn)的閱讀距離也阻礙了其在某些領(lǐng)域上的應(yīng)用。超高頻RFID近場電子標(biāo)簽基于電磁耦合的原理工作在閱讀器的近場區(qū)，這使超高頻RFID近場電子標(biāo)簽有了高頻RFID電子標(biāo)簽的特點(diǎn):讀取距離短，安全性和可靠性良好，有效地降低了誤讀率；對周圍惡劣環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，抗干擾性好；帶寬高、能耗低。同時與高頻RFID電子標(biāo)簽相比:超高頻近場標(biāo)簽結(jié)構(gòu)簡單，更加小型化，大大降低了制造成本。
[0004]現(xiàn)階段的近場天線多為普通環(huán)形天線，阻抗不匹配，偏頻較多，導(dǎo)致閱讀性能不佳，讀取盲區(qū)較多，且環(huán)境適應(yīng)性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服上述近場天線的不足，本發(fā)明實(shí)施例提供了 一種RFID超高頻電子標(biāo)簽近場天線，阻抗與所用芯片匹配，從而提高了閱讀性能。
[0006]為此，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種RFID超高頻電子標(biāo)簽近場天線，包括環(huán)形天線和位于環(huán)形天線內(nèi)部的內(nèi)部天線，所述環(huán)形天線具有位置對稱的第一開口和第二開口，且其中的第一開口用于安裝RFID芯片，所述內(nèi)部天線包括主部和位于主部兩側(cè)且與主部相連的兩個翼部，所述主部包括突向第一開口的第一突出結(jié)構(gòu)和突向第二開口的第二突出結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)部天線以環(huán)形天線兩個開口中點(diǎn)的連線軸對稱，且所述內(nèi)部天線通過所述翼部與環(huán)形天線相連接。
[0007]可選的，所述內(nèi)部天線呈蝙蝠結(jié)構(gòu)，其中蝙蝠結(jié)構(gòu)的主部包括突向第一開口的第一突出結(jié)構(gòu)和突向第二開口的第二突出結(jié)構(gòu)，所述蝙蝠結(jié)構(gòu)的翼部包括突向第一開口的第三突出結(jié)構(gòu)。
[0008]可選的，所述第二突出結(jié)構(gòu)的頂部具有梯形或三角形內(nèi)凹結(jié)構(gòu)，使得所述第二突出結(jié)構(gòu)的頂部形成至少兩個尖峰。
[0009]可選的，所述一個翼部包括至少一個第三突出結(jié)構(gòu)。
[0010]可選的，所述第三突出結(jié)構(gòu)呈三角形結(jié)構(gòu)或類三角形結(jié)構(gòu)，頂角角度范圍為20度?40度，向第一開口一側(cè)伸入的長度為3mm?6mm。
[0011]可選的，所述的第一突出結(jié)構(gòu)呈三角形結(jié)構(gòu)或類三角形結(jié)構(gòu)，頂角角度范圍為40度?60度，向第一開口一側(cè)伸入長度為6mm?8mm。
[0012]可選的，所述第二突出結(jié)構(gòu)的頂部與環(huán)形天線間距的范圍為Imm?4mm。[0013]可選的，所述環(huán)形天線外半徑的范圍為8mm?12mm。
[0014]可選的，所述第二開口的開口距離范圍為3_?7_。
[0015]可選的，所述翼部與環(huán)形天線相連接的位置呈月牙狀結(jié)構(gòu)。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0017]通過特殊結(jié)構(gòu)的RFID超高頻電子標(biāo)簽近場天線，所述天線在近場區(qū)能夠得到更高的感應(yīng)電壓，有利于能量耦合，在復(fù)雜環(huán)境中更不易受到影響，能夠應(yīng)用于金屬和液體環(huán)境下。
[0018]通過設(shè)置在環(huán)形天線和第二突出結(jié)構(gòu)的位置和形狀，調(diào)節(jié)阻抗，以達(dá)到與所用芯片阻抗相匹配的目的，讀取范圍能夠覆蓋整個近場區(qū)域，在各個方向上讀取穩(wěn)定從而減少了盲區(qū)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的RFID超聞頻電子標(biāo)簽近場天線的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0020]圖2是本發(fā)明實(shí)施例的RFID超高頻電子標(biāo)簽近場天線回波損耗仿真示意圖。
具體實(shí)施方案
[0021]下面結(jié)合附圖，通過具體實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述。
[0022]請參考圖1，為本發(fā)明實(shí)施例的RFID超高頻電子標(biāo)簽近場天線的結(jié)構(gòu)示意圖。所述RFID超高頻電子標(biāo)簽近場天線I包括環(huán)形天線5和位于環(huán)形天線5內(nèi)部的內(nèi)部天線9，所述環(huán)形天線5具有位置對稱的第一開口 5和第二開口 10，且其中的第一開口 5用于安裝RFID芯片，所述RFID芯片橫跨所述第一開口 5。在本實(shí)施例中，標(biāo)簽芯片為RFID標(biāo)簽芯片，對應(yīng)的，所述標(biāo)簽天線為RFID UHF的標(biāo)簽天線，在其他實(shí)施例中，所述標(biāo)簽天線也可以為其他波段的標(biāo)簽天線。
[0023]所述環(huán)形天線外半徑的范圍為8mm?12mm。在本實(shí)施例中，所述環(huán)形天線5外徑為10mm?12mm,內(nèi)徑為Qmm?11mnin
[0024]所述內(nèi)部天線9包括主部和位于主部兩側(cè)且與主部相連的兩個翼部，所述主部包括突向第一開口的第一突出結(jié)構(gòu)和突向第二開口的第二突出結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)部天線9以環(huán)形天線兩個開口中點(diǎn)的連線軸對稱，且所述內(nèi)部天線9通過所述翼部與環(huán)形天線相連接。
[0025]在本實(shí)施例中，所述內(nèi)部天線呈蝙蝠結(jié)構(gòu)，其中蝙蝠結(jié)構(gòu)的主部包括突向第一開口 6的第一突出結(jié)構(gòu)8和突向第二開口 10的第二突出結(jié)構(gòu)4，所述蝙蝠結(jié)構(gòu)的翼部包括突向第一開口 6的第三突出結(jié)構(gòu)7，且所述蝙蝠結(jié)構(gòu)的翼部與環(huán)形天線5相連接。
[0026]所述的第一突出結(jié)構(gòu)8呈三角形結(jié)構(gòu)或類三角形結(jié)構(gòu)，所述類三角形即為頂角具有倒角的三角形結(jié)構(gòu)，所述三角形結(jié)構(gòu)或類三角形結(jié)構(gòu)的頂角角度β范圍為40度?60度，且向第一開口 6 —側(cè)伸入長度為6mm?8mm。
[0027]所述第三突出結(jié)構(gòu)7呈三角形結(jié)構(gòu)或類三角形結(jié)構(gòu)，所述三角形結(jié)構(gòu)或類三角形結(jié)構(gòu)的頂角角度α范圍為20度?40度，向第一開口 6—側(cè)伸入的長度為3mm?6mm。
[0028]在本實(shí)施例中，一個翼部包括一個第三突出結(jié)構(gòu)7，在其他實(shí)施例中，一個翼部還可以包括至少兩個第三突出結(jié)構(gòu)。
[0029]在所述內(nèi)部天線9和環(huán)形天線5之間且位于第一開口 6 —側(cè)具有第一空隙結(jié)構(gòu)2，通過調(diào)節(jié)所述內(nèi)部天線9中的第一突出結(jié)構(gòu)8、第三突出結(jié)構(gòu)7的角度、伸入長度、數(shù)量和，使得所述天線在近場區(qū)能夠得到更高的感應(yīng)電壓，有利于能量耦合，從而提高閱讀距離及環(huán)境適應(yīng)能力。
[0030]在本實(shí)施例中，所述翼部與環(huán)形天線5相連接的位置呈月牙狀結(jié)構(gòu)3，使得所述靠近第二開口 10的環(huán)形天線5形成第一夾角，所述第一夾角Θ的范圍為5度?25度。在其他實(shí)施例中，所述靠近第二開口的環(huán)形天線也可以為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)。
[0031]在本實(shí)施例中，所述第二開口 10的開口距離范圍為3mm?7mm。在其他實(shí)施例中，所述第二開口的開口距離也可以為其他值。
[0032]在本實(shí)施例中，所述第二突出結(jié)構(gòu)4的頂角具有梯形內(nèi)凹結(jié)構(gòu)，所述梯形內(nèi)凹結(jié)構(gòu)的面積范圍為Imm2?3mm2，使得所述第二突出結(jié)構(gòu)的頂角形成兩個尖峰，且所述第二突出結(jié)構(gòu)的頂部與環(huán)形天線間距的范圍為Imm?4_。在其他實(shí)施例中，所述第二突出結(jié)構(gòu)為梯形結(jié)構(gòu)、三角形結(jié)構(gòu)、類三角形結(jié)構(gòu)，所述第二突出結(jié)構(gòu)的頂角具有至少一個梯形或三角形內(nèi)凹結(jié)構(gòu)，使得所述第二突出結(jié)構(gòu)的頂角形成至少兩個尖峰。
[0033]所述第二突出結(jié)構(gòu)4與靠近第二開口 10的環(huán)形天線5共同組成所述RFID超高頻電子標(biāo)簽近場天線的阻抗匹配結(jié)構(gòu)。通過調(diào)節(jié)靠近第二開口 10的環(huán)形結(jié)構(gòu)5的頂部角度范圍、間距范圍，第二突出結(jié)構(gòu)頂角的凹槽面積，第二突出結(jié)構(gòu)頂角與環(huán)形天線5的間距，使得所述RFID超高頻電子標(biāo)簽近場天線的輸出阻抗與標(biāo)簽芯片的阻抗共軛匹配，能夠大大降低工作時因反射消耗的能量，從而增加閱讀距離，提高了閱讀性能。
[0034]且所述RFID超高頻電子標(biāo)簽近場天線鏡像對稱，該對稱結(jié)構(gòu)使得所述天線在各個方向上都具有較良好的讀取性能，大大減少了盲區(qū)。
[0035]請參考圖2，為本發(fā)明實(shí)施例的標(biāo)簽天線的回波損耗仿真圖，其中橫坐標(biāo)為頻率，縱坐標(biāo)為回波損耗。在本實(shí)施例中所述標(biāo)簽天線工作頻率為900MHz，符合我國的超高頻頻段標(biāo)準(zhǔn)；回波損耗為-0.397dB，也優(yōu)于目前所用的近場天線。
[0036]本發(fā)明雖然已以較佳實(shí)施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出可能的變動和修改，因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化及修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種RFID超高頻電子標(biāo)簽近場天線，其特征在于，包括環(huán)形天線和位于環(huán)形天線內(nèi)部的內(nèi)部天線，所述環(huán)形天線具有位置對稱的第一開口和第二開口，且其中的第一開口用于安裝RFID芯片，所述內(nèi)部天線包括主部和位于主部兩側(cè)且與主部相連的兩個翼部，所述主部包括突向第一開口的第一突出結(jié)構(gòu)和突向第二開口的第二突出結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)部天線以環(huán)形天線兩個開口中點(diǎn)的連線軸對稱，且所述內(nèi)部天線通過所述翼部與環(huán)形天線相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RFID超高頻電子標(biāo)簽近場天線，其特征在于，所述內(nèi)部天線呈蝙蝠結(jié)構(gòu)，其中蝙蝠結(jié)構(gòu)的主部包括突向第一開口的第一突出結(jié)構(gòu)和突向第二開口的第二突出結(jié)構(gòu)，所述蝙蝠結(jié)構(gòu)的翼部包括突向第一開口的第三突出結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的RFID超高頻電子標(biāo)簽近場天線，其特征在于，所述第二突出結(jié)構(gòu)的頂角具有梯形或三角形內(nèi)凹結(jié)構(gòu)，使得所述第二突出結(jié)構(gòu)的頂角形成至少兩個尖峰。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的RFID超高頻電子標(biāo)簽近場天線，其特征在于，所述一個翼部包括至少一個第三突出結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的RFID超高頻電子標(biāo)簽近場天線，其特征在于，所述第三突出結(jié)構(gòu)呈三角形結(jié)構(gòu)或類三角形結(jié)構(gòu)，頂角角度范圍為20度?40度，向第一開口一側(cè)伸入的長度為3_?6mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的RFID超高頻電子標(biāo)簽近場天線，其特征在于，所述的第一突出結(jié)構(gòu)呈三角形結(jié)構(gòu)或類三角形結(jié)構(gòu)，頂角角度范圍為40度?60度，向第一開口一側(cè)伸入長度為6_?8mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的RFID超高頻電子標(biāo)簽近場天線，其特征在于，所述第二突出結(jié)構(gòu)的頂部與環(huán)形天線間距的范圍為Imm?4mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RFID超高頻電子標(biāo)簽近場天線，其特征在于，所述環(huán)形天線外半徑的范圍為8mm?12mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RFID超高頻電子標(biāo)簽近場天線，其特征在于，所述第二開口的開口距離范圍為3_?7_。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RFID超高頻電子標(biāo)簽近場天線，其特征在于，所述翼部與環(huán)形天線相連接的位置呈月牙狀結(jié)構(gòu)。
【文檔編號】H01Q1/22GK103972640SQ201410154279
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年4月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月17日
【發(fā)明者】劉彩鳳, 陸迪鋒 申請人:杭州電子科技大學(xué)