本發(fā)明涉及適用于射頻識(shí)別標(biāo)簽的平面雙臂軸向模螺旋天線，屬于射頻識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

射頻識(shí)別(radiofrequencyidentification，rfid)是一種利用無(wú)線射頻方式實(shí)現(xiàn)的非接觸式自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)。rfid系統(tǒng)一般由rfid標(biāo)簽、讀寫(xiě)器和應(yīng)用軟件系統(tǒng)組成。目前，射頻識(shí)別系統(tǒng)包括低頻、高頻、超高頻和微波四個(gè)頻段。其中超高頻由于頻率適中，得到廣泛的應(yīng)用。全球超高頻(ultrahighfrequency,uhf)識(shí)別系統(tǒng)的頻帶范圍覆蓋了840mhz-960mhz，包括中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的頻率范圍840mhz-845mhz及925mhz-930mhz、歐洲標(biāo)準(zhǔn)的頻率范圍865mhz-868mhz和美洲標(biāo)準(zhǔn)的頻率范圍902mhz-928mhz。而傳統(tǒng)的rfid標(biāo)簽天線的帶寬往往比較有限，無(wú)法同時(shí)滿足不同地區(qū)的使用要求。

rfid標(biāo)簽在實(shí)際工作過(guò)程中，性能會(huì)直接受到其工作壞境的影響。很多情況下，這種影響非常嚴(yán)重，甚至可能會(huì)導(dǎo)致標(biāo)簽無(wú)法工作或讀寫(xiě)器的讀寫(xiě)錯(cuò)誤。目前rfid標(biāo)簽的設(shè)計(jì)方案主要為傳統(tǒng)的偶極天線形式以及抗金屬的微帶貼片天線形式?？菇饘賠fid標(biāo)簽雖然解決了金屬貼裝面對(duì)標(biāo)簽天線電磁性能的不利影響，但是依然不能避免多rfid標(biāo)簽天線平行排布時(shí)天線間互耦效應(yīng)對(duì)天線性能的不利影響。

在印刷電路板(printedcircuitboard,pcb)的倉(cāng)儲(chǔ)和圖書(shū)資料的存儲(chǔ)等場(chǎng)合，經(jīng)常存在大量rfid標(biāo)簽密集排布的情況。當(dāng)采用傳統(tǒng)的偶極天線、環(huán)天線或微帶貼片天線等形式的rfid標(biāo)簽天線時(shí)，天線間嚴(yán)重的互耦會(huì)改變標(biāo)簽天線的諧振狀態(tài)和輻射方向圖，進(jìn)而導(dǎo)致rfid標(biāo)簽不能正常識(shí)別。因此，如何提高rfid標(biāo)簽在這類情況下的識(shí)別率是本領(lǐng)域亟待解決的一個(gè)技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述存在的問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了一種適用于射頻識(shí)別標(biāo)簽的平面雙臂軸向模螺旋天線，其具體技術(shù)方案如下：

適用于射頻識(shí)別標(biāo)簽的平面雙臂軸向模螺旋天線，包括：介質(zhì)板、構(gòu)成端射特性的平面雙臂軸向模螺旋結(jié)構(gòu)和rfid標(biāo)簽芯片；

構(gòu)成端射特性的所述平面雙臂軸向模螺旋結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在介質(zhì)板上表面的第一微帶線、第二微帶線和第三微帶線，以及設(shè)置在介質(zhì)板下表面的第四微帶線和第五微帶線；

設(shè)置在介質(zhì)板上表面的第一微帶線和第三微帶線相互平行，且該第一微帶線和第三微帶線的中垂線重合，第二微帶線的一端與第一微帶線的一端連接，第二微帶線的另一端與第三微帶線的中心連接，第一微帶線的另一端設(shè)置有金屬化通孔，所述第三微帶線的兩端均設(shè)置有金屬化通孔，所述金屬化通孔均貫穿到介質(zhì)板下表面，所述rfid標(biāo)簽芯片設(shè)置在第一微帶線的中心；

設(shè)置在介質(zhì)板下表面的第五微帶線與介質(zhì)板上表面的第三微帶線正投影重合，設(shè)置在第三微帶線的兩端的金屬化通孔穿過(guò)介質(zhì)板貫穿到第五微帶線對(duì)應(yīng)的兩端，所述第四微帶線的一端與第五微帶線的中心連接，第四微帶線的另一端與貫穿過(guò)第一微帶線端部的金屬化通孔連接。

所述平面雙臂軸向模螺旋結(jié)構(gòu)是通過(guò)印刷或蝕刻加工到介質(zhì)板上。

所述介質(zhì)板選用介電常數(shù)介于1-20之間的材料。

所述rfid標(biāo)簽芯片選用無(wú)源的rfid芯片。

所述第二微帶線和第四微帶線長(zhǎng)度相同，長(zhǎng)度范圍為八分之一個(gè)波長(zhǎng)到三分之一波長(zhǎng)，其中，波長(zhǎng)λ＝c/f，為自由空間中的傳播速度，f為中心頻率，本平面雙臂軸向模螺旋天線在周長(zhǎng)為一個(gè)波長(zhǎng)到三分之四個(gè)波長(zhǎng)，且環(huán)繞圈數(shù)為至少1/4圈時(shí)，可以達(dá)到端射的特性。

所述第一微帶線和第三微帶線平行，其距離范圍為十六分之一個(gè)波長(zhǎng)到四分之一個(gè)波長(zhǎng)，本平面雙臂軸向模螺旋天線在螺距為四分之一波長(zhǎng)，且環(huán)繞圈數(shù)至少為1/4圈時(shí)，可以達(dá)到良好的定向輻射效果。

本發(fā)明的工作原理是：

本發(fā)明中，介質(zhì)板上表面的第一微帶線和第二微帶線可彼此搭配構(gòu)成螺旋天線的一部分；第一微帶線和第二微帶線通過(guò)第三微帶線和第五微帶線兩端的兩個(gè)金屬化通孔連接，形成雙臂的結(jié)構(gòu)。此結(jié)構(gòu)具有端射特性，最大輻射方向平行于天線平面，實(shí)現(xiàn)定向輻射。同時(shí)雙臂螺旋的結(jié)構(gòu)使得rfid標(biāo)簽在介質(zhì)板上僅占用小部分面積，結(jié)構(gòu)緊湊，易于實(shí)現(xiàn)小型化。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明實(shí)現(xiàn)良好的端射特性，容易與rfid標(biāo)簽芯片匹配，多rfid標(biāo)簽排布時(shí)互耦干擾小，結(jié)構(gòu)緊湊，制作工藝簡(jiǎn)單。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的介質(zhì)板上表面的結(jié)構(gòu)示意圖，

圖2是本發(fā)明介質(zhì)板下表面的結(jié)構(gòu)示意圖，

圖3是圖1的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖，

附圖標(biāo)記列表：1—介質(zhì)板，2—rfid標(biāo)簽芯片，3—第一微帶線，4—第二微帶線，5—第三微帶線，6—第五微帶線，7—金屬化通孔，8—第四微帶線。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式，進(jìn)一步闡明本發(fā)明。應(yīng)理解下述具體實(shí)施方式僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，結(jié)合附圖可見(jiàn)，本適用于射頻識(shí)別標(biāo)簽的平面雙臂軸向模螺旋天線，包括：介質(zhì)板、構(gòu)成端射特性的平面雙臂軸向模螺旋結(jié)構(gòu)和rfid標(biāo)簽芯片；構(gòu)成端射特性的所述平面雙臂軸向模螺旋結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在介質(zhì)板上表面的第一微帶線、第二微帶線和第三微帶線，以及設(shè)置在介質(zhì)板下表面的第四微帶線和第五微帶線，設(shè)置在介質(zhì)板上表面的第一微帶線和第三微帶線相互平行，且該第一微帶線和第三微帶線的中垂線重合，第二微帶線的一端與第一微帶線的一端連接，第二微帶線的另一端與第三微帶線的中心連接，第一微帶線的另一端設(shè)置有金屬化通孔，所述第三微帶線的兩端均設(shè)置有金屬化通孔，所述金屬化通孔均貫穿到介質(zhì)板下表面，所述rfid標(biāo)簽芯片設(shè)置在第一微帶線的中心；設(shè)置在介質(zhì)板下表面的第五微帶線與介質(zhì)板上表面的第三微帶線正投影重合，設(shè)置在第三微帶線的兩端的金屬化通孔穿過(guò)介質(zhì)板貫穿到第五微帶線對(duì)應(yīng)的兩端，所述第四微帶線的一端與第五微帶線的中心連接，第四微帶線的另一端與貫穿過(guò)第一微帶線端部的金屬化通孔連接。rfid標(biāo)簽上表面的第一微帶線、第二微帶線、第三微帶線和rfid標(biāo)簽下表面的第四微帶線、第五微帶線，通過(guò)對(duì)應(yīng)的三個(gè)金屬化通孔螺旋環(huán)繞構(gòu)成端射特性的平面雙臂軸向模螺旋結(jié)構(gòu)。所示圖中，雙臂螺旋環(huán)繞結(jié)構(gòu)為1/4圈，為提高天線的定向增益，可多次增加此雙臂螺旋環(huán)繞結(jié)構(gòu)。

所述平面雙臂軸向模螺旋結(jié)構(gòu)是通過(guò)印刷或蝕刻加工到介質(zhì)板上，以保證天線的電磁特性穩(wěn)定。

所述第二微帶線和第四微帶線長(zhǎng)度相同，長(zhǎng)度范圍為八分之一個(gè)波長(zhǎng)到三分之一波長(zhǎng)，其中，波長(zhǎng)λ＝c/f，為自由空間中的傳播速度，f為中心頻率，本平面雙臂軸向模螺旋天線在周長(zhǎng)為一個(gè)波長(zhǎng)到三分之四個(gè)波長(zhǎng)，且環(huán)繞圈數(shù)為至少1/4圈時(shí)，可以達(dá)到端射的特性。

所述第一微帶線和第三微帶線平行，其距離范圍為十六分之一個(gè)波長(zhǎng)到四分之一個(gè)波長(zhǎng)，本平面雙臂軸向模螺旋天線在螺距為四分之一波長(zhǎng)，且環(huán)繞圈數(shù)至少為1/4圈時(shí)，可以達(dá)到良好的定向輻射效果。

作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，天線使用的芯片是impinj公司的monza4標(biāo)簽芯片，該芯片在915mhz時(shí)具有11+143j的特性阻抗。芯片對(duì)本發(fā)明中的雙臂螺旋結(jié)構(gòu)進(jìn)行平衡饋電，在寬頻帶內(nèi)都能達(dá)到良好的阻抗匹配效果。

在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)兩個(gè)rfid標(biāo)簽平行貼裝時(shí)，隔離度大于35db。所以當(dāng)高密度rfid標(biāo)簽平行貼裝時(shí)，天線之間具有低耦合特性，可以彌補(bǔ)輻射場(chǎng)垂直天線平面的傳統(tǒng)rfid標(biāo)簽天線在堆疊時(shí)導(dǎo)致的讀取器無(wú)法有效讀取標(biāo)簽芯片信息的缺點(diǎn)。同時(shí)，該rfid標(biāo)簽也可以直接裝貼在非金屬的表面、非直接接觸的金屬面上或是直接集成在pcb上。

本發(fā)明方案所公開(kāi)的技術(shù)手段不僅限于上述技術(shù)手段所公開(kāi)的技術(shù)手段，還包括由以上技術(shù)特征任意組合所組成的技術(shù)方案。

以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施例為啟示，通過(guò)上述的說(shuō)明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說(shuō)明書(shū)上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來(lái)確定其技術(shù)性范圍。