專利名稱：射頻識(shí)別標(biāo)簽天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種天線，尤指一種用于物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別系統(tǒng)中的射頻識(shí)別標(biāo)簽天線。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有射頻識(shí)別標(biāo)簽在結(jié)構(gòu)上大多采用平面設(shè)計(jì)。在方向上只能根據(jù)標(biāo)簽天線所依附的環(huán)境表面來(lái)確定輻射的方向。并且由于依附表面一般是平面，所用只能在垂直于此平面的方向上達(dá)到最佳輻射距離。而其中大部分的抗金屬標(biāo)簽為有反射面的平面標(biāo)簽方式， 天線的方向圖也只能限制于平面式和單一的電路結(jié)構(gòu)使有效輻射角度和最佳輻射方向受到限制。作為這樣的反射式平面標(biāo)簽天線的一個(gè)例子，圖1展示出現(xiàn)有平面標(biāo)簽天線的結(jié)構(gòu)示意圖。常規(guī)平面標(biāo)簽天線包括天線基材10，和在其表面的環(huán)形天線回路20、第一連接線21、第二連接線22、第一諧振輻射臂23、第二諧振輻射臂24、芯片焊盤圖案。在圖1中。 第一連接線21 —端與環(huán)形天線回路20連接于第一相位點(diǎn)25，另一端連接于第一諧振輻射臂23 ；第二連接線22 —端與環(huán)形天線回路20連接于第二相位點(diǎn)26，另一端連接于第二諧振輻射臂對(duì)；在圖1中，芯片焊盤圖案包括第一芯片焊腳圖案27，第二芯片焊腳圖案觀，且第一芯片焊腳圖案27與第二芯片焊腳圖案觀分別連接于環(huán)形天線回路20的兩端。由于現(xiàn)有平面標(biāo)簽天線的整個(gè)輻射結(jié)構(gòu)都位于天線基材10的一個(gè)平面的表面上，導(dǎo)致電流只能在此平面上流動(dòng)，在其被使用在抗金屬應(yīng)用中時(shí)，往往導(dǎo)致其整個(gè)結(jié)構(gòu)都平行于環(huán)境金屬平面而造成輻射角度的狹窄。而諧振臂和環(huán)形天線回路20的數(shù)量和面積決定了其帶寬不是很寬。另外，其芯片焊盤圖案只能有兩個(gè)焊腳圖案組成一個(gè)射頻識(shí)別端口連接一個(gè)環(huán)形天線回路，使其不能適應(yīng)雙端口射頻識(shí)別芯片的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種電流不僅在絕緣介質(zhì)層表面一個(gè)平面中流動(dòng)的三維立體標(biāo)簽，使輻射的角度更大。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種射頻識(shí)別標(biāo)簽天線，包括一殼體，在所述殼體內(nèi)設(shè)有一絕緣介質(zhì)層，在所述絕緣介質(zhì)層上設(shè)置有天線電路圖案，復(fù)數(shù)個(gè)金屬輻射臂通過(guò)金屬連接線連接所述天線電路圖案，其中所述金屬輻射臂所在平面垂直于所述絕緣介質(zhì)層上設(shè)置的天線電路圖案所在平面。本發(fā)明中的金屬輻射臂所在平面垂直于所述絕緣介質(zhì)層所在平面，使得電流不僅在絕緣介質(zhì)層表面一個(gè)平面中流動(dòng)，還在復(fù)數(shù)個(gè)不同的垂直金屬面上流動(dòng)，形成三維立體標(biāo)簽，使輻射的角度更大。本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于所述天線電路圖案包括一閉環(huán)金屬線路圖案，四條金屬回路線以及一芯片引腳電極圖案，所述四條金屬回路線的第一端分別連接所述閉環(huán)金屬線路圖案四個(gè)相位點(diǎn)，所述芯片引腳電極圖案為一用于連接單端口芯片的圖案，所述芯片引腳電極圖案包括兩個(gè)電氣連接點(diǎn)，所述每個(gè)電氣連接點(diǎn)連接兩條所述金屬回路線的第二端；所述芯片引腳電極圖案也可以為一用于連接雙端口芯片的圖案，所述芯片引腳電極圖案包括四個(gè)電氣連接點(diǎn)，所述每個(gè)電氣連接點(diǎn)連接一條所述金屬回路線的第二端。這種雙環(huán)形天線回路增加了天線的增益和帶寬。本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于所述殼體包括一上殼體和一下殼體，所述下殼體包括一貼合使用環(huán)境表面的外表面和一個(gè)平行于外表面的內(nèi)表面，所述內(nèi)表面與所述外表面的距離大于0. 1mm，使天線電路與使用環(huán)境表面電路不導(dǎo)通，可以有效增加環(huán)境適應(yīng)性。本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于所述天線電路圖案所在平面平行于所述下殼體的外表面，且所述絕緣介質(zhì)層貼合或靠近所述上殼體的內(nèi)表面。這樣的Π形的結(jié)構(gòu)能更有效利用空間，且天線電路圖案遠(yuǎn)離環(huán)境表面，使本發(fā)明標(biāo)簽受環(huán)境影響變小，魯棒性更好。本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于所述天線電路圖案所在平面平行于所述下殼體的外表面，且所述絕緣介質(zhì)層貼合或靠近所述下殼體的內(nèi)表面。這樣的倒Π形的結(jié)構(gòu)能更有效利用空間，且天線電路圖案更靠近環(huán)境表面，能起到更大的反射效果。本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于所述天線電路圖案所在平面與所述下殼體的外表面形成一 0 45度的夾角，此夾角可以根據(jù)使用環(huán)境的不同來(lái)調(diào)整大小，以達(dá)到最佳輻射角度和方向。本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于所述復(fù)數(shù)個(gè)金屬輻射臂分別擁有不同的輻射頻率，以增加整個(gè)標(biāo)簽天線的頻率響應(yīng)帶寬。


圖1為一種現(xiàn)有平面標(biāo)簽天線的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的射頻識(shí)別標(biāo)簽天線的等軸側(cè)透視圖；圖3為本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的射頻識(shí)別標(biāo)簽天線的側(cè)面透視圖；圖4為本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的射頻識(shí)別標(biāo)簽天線的等軸側(cè)分解透視圖；圖5為本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的射頻識(shí)別標(biāo)簽天線絕緣介質(zhì)層表面設(shè)置的一種天線電路圖案；圖6為本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的射頻識(shí)別標(biāo)簽天線絕緣介質(zhì)層表面設(shè)置的另一種天線電路圖案；圖7為本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的射頻識(shí)別標(biāo)簽天線金屬輻射臂的外形線圖案；圖8為本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的射頻識(shí)別標(biāo)簽天線和其使用環(huán)境的組合等軸示意圖；圖9為本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的射頻識(shí)別標(biāo)簽天線和其使用環(huán)境的組合情況下的等軸側(cè)IdBi增益方向圖；圖10為本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的射頻識(shí)別標(biāo)簽天線和其使用環(huán)境的組合情況下的二維增益方向圖；圖11為本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的射頻識(shí)別標(biāo)簽天線匹配單端口芯片后的回波損耗與頻率圖；圖12為本發(fā)明第二較佳實(shí)施例的射頻識(shí)別標(biāo)簽天線的等軸側(cè)透視圖；圖13為本發(fā)明第三較佳實(shí)施例的射頻識(shí)別標(biāo)簽天線的等軸側(cè)透視圖14為本發(fā)明第二、三較佳實(shí)施例的射頻識(shí)別標(biāo)簽天線金屬輻射臂的外形線圖案。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。參閱圖2 4所示，本發(fā)明的射頻識(shí)別標(biāo)簽天線主要包括一殼體30，置于殼體30 內(nèi)的絕緣介質(zhì)層40，設(shè)置于絕緣介質(zhì)層40上的天線電路圖案50以及四個(gè)金屬輻射臂60， 金屬輻射臂60通過(guò)金屬連接線70連接天線電路圖案50，且金屬輻射臂60所在平面垂直于所述絕緣介質(zhì)層40所在平面，使得電流不僅在絕緣介質(zhì)層40表面一個(gè)平面中流動(dòng)，還在復(fù)數(shù)個(gè)不同的垂直金屬面上流動(dòng)，形成三維立體標(biāo)簽，使輻射的角度更大，其中殼體30包括一上殼體31和一下殼體32，上殼體31包含一個(gè)內(nèi)表面311，此內(nèi)表面 311是結(jié)構(gòu)平面；所述下殼體32包括一貼合使用環(huán)境表面的外表面321和一個(gè)平行于外表面的內(nèi)表面322，作為本發(fā)明的較佳實(shí)施方式，內(nèi)表面322與外表面321的距離大于0. Imm, 使天線電路與使用環(huán)境表面電路不導(dǎo)通，可以有效增加環(huán)境適應(yīng)性(圖中6角星型和小點(diǎn)填充的部分為殼體的內(nèi)表面和外表面)；絕緣介質(zhì)層40采用0.8mm Imm厚的介電常數(shù)為1 3的微波介質(zhì)，所述天線電路圖案50所在平面與下殼體32的外表面321形成一 0 45度的夾角，此夾角可以根據(jù)使用環(huán)境的不同來(lái)調(diào)整大小，以達(dá)到最佳輻射角度和方向。天線電路圖案50包括一閉環(huán)金屬線路圖案51，四條金屬回路線52 55，以及一芯片引腳電極圖56，四條金屬回路線52 55的第一端分別連接閉環(huán)金屬線路圖案51的四個(gè)相位點(diǎn)511 514，第二端連接芯片引腳電極圖56 ；芯片引腳電極圖56可以選用如圖5所示能連接單端口芯片的圖案，該種芯片引腳電極圖案包括兩個(gè)電氣連接點(diǎn)561、562，其中電氣連接點(diǎn)561連接金屬回路線52與金屬回路線53的第二端，電氣連接點(diǎn)562連接金屬回路線M與金屬回路線55的第二端，在該實(shí)施例中信號(hào)經(jīng)過(guò)電氣連接點(diǎn)561連接金屬回路線52，金屬回路線52的第一端連接閉環(huán)金屬線路圖案51于相位點(diǎn)511，再通過(guò)閉環(huán)金屬線路圖案51到達(dá)金屬回路線54，金屬回路線M 連接電氣連接點(diǎn)562構(gòu)成雙環(huán)形天線回路中的第一回路，金屬回路線M的第一端連接閉環(huán)金屬線路圖案51于相位點(diǎn)513 ；信號(hào)經(jīng)過(guò)電氣連接點(diǎn)561連接金屬回路線53，金屬回路線 53的第一端連接閉環(huán)金屬線路圖案51于相位點(diǎn)512，再通過(guò)閉環(huán)金屬線路圖案51到達(dá)金屬回路線55，金屬回路線55連接電氣連接點(diǎn)562構(gòu)成雙環(huán)形天線回路中的第二回路，金屬回路線陽(yáng)的第一端連接閉環(huán)金屬線路圖案51于相位點(diǎn)514 ；這種雙環(huán)形天線回路增加了天線的增益和帶寬。芯片引腳電極圖56還可以選用如圖6所示能連接雙端口芯片的圖案，該種芯片引腳電極圖案包括四個(gè)電氣連接點(diǎn)563 566，其中電氣連接點(diǎn)563連接金屬回路線52的第二端，電氣連接點(diǎn)564連接金屬回路線53的第二端，電氣連接點(diǎn)565連接金屬回路線M的第二端，電氣連接點(diǎn)566連接金屬回路線55的第二端，在該實(shí)施例中信號(hào)經(jīng)過(guò)電氣連接點(diǎn) 563連接金屬回路線52，金屬回路線52的第一端連接閉環(huán)金屬線路圖案51于相位點(diǎn)511， 再通過(guò)閉環(huán)金屬線路圖案51到達(dá)金屬回路線55，金屬回路線55連接管電氣連接點(diǎn)566構(gòu)成1號(hào)端口雙環(huán)形天線回路，金屬回路線55的第一端連接閉環(huán)金屬線路圖案51于相位點(diǎn) 514 ；信號(hào)經(jīng)過(guò)電氣連接點(diǎn)565連接金屬回路線54，金屬回路線M的第一端連接閉環(huán)金屬線路圖案51于相位點(diǎn)513，再通過(guò)閉環(huán)金屬線路圖案51到達(dá)金屬回路線53，金屬回路線53 連接電氣連接點(diǎn)564構(gòu)成2號(hào)端口雙環(huán)形天線回路，金屬回路線53的第一端連接閉環(huán)金屬線路圖案51于相位點(diǎn)512 ；這種雙環(huán)形天線回路增加了天線的增益和帶寬。而且能適合使用impinj等公司推出的雙端口射頻識(shí)別芯片，這進(jìn)一步增加了標(biāo)簽的帶寬和增益。參閱圖7所示，作為本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的射頻識(shí)別標(biāo)簽金屬輻射臂60的外形線圖案，包含一條外形線W1、一條外形線W2、一條外形線W3、一條外形線W4、一條外形線W5 和一條外形線W6 ；外形線W1、外形線W2、外形線W3、外形線W4、外形線W5、外形線W6首尾相接，構(gòu)成金屬輻射臂60的邊緣；外形線Wl和內(nèi)表面322平行，以使金屬輻射體可以依附在殼體30內(nèi)；外形線W2到外形線W6的距離和外形線W4到外形線W6的距離決定金屬輻射臂輻射頻率的大小，可以根據(jù)使用環(huán)境的不同來(lái)調(diào)整大小，以達(dá)到最佳輻射效率。外形線W5 通過(guò)金屬連接線70連接天線電路圖案50，6條外形線決定了金屬輻射臂的面積，同時(shí)決定了輻射的增益大小，可以根據(jù)使用環(huán)境的不同來(lái)調(diào)整大小，以達(dá)到最佳增益值。配合圖8所示，本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的射頻識(shí)別標(biāo)簽和其使用環(huán)境的組合等軸示意圖，射頻識(shí)別標(biāo)簽被安裝在一段電線桿80上，通過(guò)把殼體30用鉚釘81固定在一塊金屬薄片82上，金屬薄片的尺寸為300mmX 2IOmmX0. 6mm ；再把金屬薄片82固定在電線桿80 上。此段安裝有本發(fā)明射頻識(shí)別標(biāo)簽天線的為電力公司所用電線桿的一部分，此部分可以是電線桿高于地面0米到高于地面10米高度的一部分。根據(jù)距離地面的高度來(lái)調(diào)天線電路圖案50所在平面與下殼體32的外表面321的夾角大小，以達(dá)到最佳輻射角度和方向。圖10為本發(fā)明第一較佳實(shí)施例射頻識(shí)別標(biāo)簽天線被安裝在電線桿80上情況下的二維增益方向圖。圖中Phi = 0(xz平面)曲線顯示方向圖的最佳輻射方向點(diǎn)(ml7)由于夾角(701)的作用偏離了 Z軸正方向(Theta = 0 deg)，向X軸的正方向(Theta = 90 deg) 偏轉(zhuǎn)。X軸的正方向(Theta = 90 deg)指向地面，能使信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)從水平方向(Z軸正方向)偏向地面方向(X軸的正方向)的輻射傾角。能很好適應(yīng)在電線桿上的應(yīng)用，使使用者站立于地面的情況下，很好很方便地測(cè)得一般安裝情況下，安裝于電線桿高過(guò)地面3米處的實(shí)例1射頻識(shí)別標(biāo)簽的信號(hào)。圖9、10顯示其擁有很大的輻射角度。對(duì)應(yīng)圖8中的結(jié)構(gòu)可以看出天線在實(shí)際使用時(shí)的效果是很理想的。圖11為本發(fā)明第一較佳實(shí)施例射頻識(shí)別標(biāo)簽天線連接單端口芯片后的回波損耗與頻率圖。再請(qǐng)參閱圖12所示，本發(fā)明第二較佳實(shí)施例的射頻識(shí)別標(biāo)簽天線的等軸側(cè)透視圖，其與第一較佳實(shí)施例的區(qū)別在于絕緣介質(zhì)層40平行于所述下殼體32的外表面321，且所述絕緣介質(zhì)層40貼合或靠近所述上殼體31的內(nèi)表面311，配合圖14所示，在該實(shí)施例中金屬輻射臂60的外形線圖案與圖7中的區(qū)別為，金屬輻射臂60的外形線W6變成了直線。 其外形由于天線電路圖案50所在平面與下殼體32的外表面321形成的夾角為0度，使外形線Wl和外形線W3也平行了，4個(gè)金屬輻射臂60的外形線Wl處于同一個(gè)平面中，貼合或靠近下殼體32的內(nèi)表面322，這樣的Π形的結(jié)構(gòu)能更有效利用空間，且天線電路圖案遠(yuǎn)離環(huán)境表面，使本發(fā)明標(biāo)簽受環(huán)境影響變小，魯棒性更好。進(jìn)一步參閱圖13所示，本發(fā)明第三較佳實(shí)施例的射頻識(shí)別標(biāo)簽天線的等軸側(cè)透視圖，其與上述第二較佳實(shí)施例的區(qū)別在于絕緣介質(zhì)層40貼合或靠近所述下殼體32的內(nèi)表面322，這樣的倒Π形的結(jié)構(gòu)能更有效利用空間，且天線電路圖案更靠近環(huán)境表面，能起到更大的反射效果。
權(quán)利要求
1.一種射頻識(shí)別標(biāo)簽天線，包括一殼體，在所述殼體內(nèi)設(shè)有一絕緣介質(zhì)層，在所述絕緣介質(zhì)層上設(shè)置有天線電路圖案，復(fù)數(shù)個(gè)金屬輻射臂通過(guò)金屬連接線連接所述天線電路圖案，其特征在于所述金屬輻射臂所在平面垂直于所述絕緣介質(zhì)層上設(shè)置的天線電路圖案所在平面。
2.如權(quán)利要求1所述的天線，其特征在于所述天線電路圖案包括一閉環(huán)金屬線路圖案，四條金屬回路線以及一芯片引腳電極圖案，所述四條金屬回路線的第一端分別連接所述閉環(huán)金屬線路圖案四個(gè)相位點(diǎn)，所述芯片引腳電極圖案為一用于連接單端口芯片的圖案，所述芯片引腳電極圖案包括兩個(gè)電氣連接點(diǎn)，所述每個(gè)電氣連接點(diǎn)連接兩條所述金屬回路線的第二端。
3.如權(quán)利要求1所述的天線，其特征在于所述天線電路圖案包括一閉環(huán)金屬線路圖案，四條金屬回路線以及一芯片引腳電極圖案，所述四條金屬回路線的第一端分別連接所述閉環(huán)金屬線路圖案四個(gè)相位點(diǎn)，所述芯片引腳電極圖案為一用于連接雙端口芯片的圖案，所述芯片引腳電極圖案包括四個(gè)電氣連接點(diǎn)，所述每個(gè)電氣連接點(diǎn)連接一條所述金屬回路線的第二端。
4.如權(quán)利要求2或3所述的天線，其特征在于所述殼體包括一上殼體和一下殼體，所述下殼體包括一貼合使用環(huán)境表面的外表面和一個(gè)平行于外表面的內(nèi)表面。
5.如權(quán)利要求4所述的天線，其特征在于所述下殼體內(nèi)表面與所述下殼體外表面的距離大于0. 1mm。
6.如權(quán)利要求5所述的天線，其特征在于所述天線電路圖案所在平面平行于所述下殼體的外表面，且所述天線電路圖案所在平面貼合或靠近所述上殼體的內(nèi)表面。
7.如權(quán)利要求5所述的天線，其特征在于所述天線電路圖案所在平面平行于所述下殼體的外表面，且所述天線電路圖案所在平面貼合或靠近所述下殼體的內(nèi)表面。
8.如權(quán)利要求5所述的天線，其特征在于所述天線電路圖案所在平面與所述下殼體的外表面形成一 0 45度的夾角。
9.如權(quán)利要求1所述的天線，其特征在于所述復(fù)數(shù)個(gè)金屬輻射臂分別擁有不同的輻射頻率。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種射頻識(shí)別標(biāo)簽天線，包括一殼體，在所述殼體內(nèi)設(shè)有一絕緣介質(zhì)層，在所述絕緣介質(zhì)層上設(shè)置有天線電路圖案，復(fù)數(shù)個(gè)金屬輻射臂通過(guò)金屬連接線連接所述天線電路圖案，其中所述金屬輻射臂所在平面垂直于所述天線電路圖案所在平面。本發(fā)明中的金屬輻射臂所在平面垂直于所述天線電路圖案所在平面，使得電流不僅在天線電路圖案表面一個(gè)平面中流動(dòng)，還在復(fù)數(shù)個(gè)不同的垂直金屬面上流動(dòng)，形成三維立體標(biāo)簽，使輻射的角度更大。
文檔編號(hào)H01Q5/00GK102263324SQ201110212588
公開日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2011年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月28日
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