專利名稱：一種雙面超小型rfid標(biāo)簽天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種射頻識(shí)別電子標(biāo)簽，尤其是超小型、全向性的電子標(biāo)簽。
背景技術(shù)：
射頻識(shí)別(Radio Frequency Identification,簡(jiǎn)稱RFID)技術(shù)是一種通過無(wú)線射頻方式進(jìn)行非接觸式雙向數(shù)據(jù)通信，從而對(duì)目標(biāo)加以識(shí)別的技術(shù)。射頻識(shí)別系統(tǒng)通常由閱讀器和電子標(biāo)簽組成。電子標(biāo)簽由標(biāo)簽芯片和標(biāo)簽天線組成，通過電磁波與讀寫器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，具有智能讀寫和加密通信等功能。標(biāo)簽天線是RFID系統(tǒng)中至關(guān)重要的裝置，RFID系統(tǒng)通過標(biāo)簽天線發(fā)射、接收電磁波，從而實(shí)現(xiàn)閱讀器對(duì)電子標(biāo)簽的識(shí)別。射頻識(shí)別系統(tǒng)主要工作在低頻、高頻、超高頻和微波頻段。其中，工作在超高頻(UHF)頻段的射頻識(shí)別系統(tǒng)由于具有體積小、讀取距離遠(yuǎn)、數(shù)據(jù)傳輸速率高等優(yōu)點(diǎn)而受到廣泛關(guān)注和研究。目前，超高頻標(biāo)簽天線多采用單面彎折偶極子結(jié)構(gòu)，通過不同方法優(yōu)化彎折形狀來(lái)達(dá)到減小體積和提高性能等目標(biāo)，但是，基于這種單面彎折偶極子結(jié)構(gòu)的標(biāo)簽天線體積仍然較大，性能也不夠好，需要采用其它原理和結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)一步改進(jìn)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種區(qū)別于單面彎折偶極子天線的新型標(biāo)簽天線結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)使標(biāo)簽天線進(jìn)一步小型化并且具有較高性能的目標(biāo)。采用本實(shí)用新型所述結(jié)構(gòu)的標(biāo)簽天線體積超小，并且具有較寬的工作帶寬和全向性，增益較高。本實(shí)用新型提供了一種解決標(biāo)簽天線進(jìn)一步小型化問題的方法，特別適合在RFID票務(wù)系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)等需要標(biāo)簽天線小型化和全向性的領(lǐng)域進(jìn)行應(yīng)用。本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:一種雙面超小型RFID標(biāo)簽天線，所述標(biāo)簽天線由雙面天線結(jié)構(gòu)、基板和RFID標(biāo)簽芯片組成。所述雙面天線結(jié)構(gòu)蝕刻于所述基板正反兩面；所述RFID標(biāo)簽芯片與所述雙面天線結(jié)構(gòu)中的偶極子形結(jié)構(gòu)的兩臂相連。所述天線采用雙面結(jié)構(gòu)，分別蝕刻于基板兩面，一面為偶極子形結(jié)構(gòu)，另一面為對(duì)稱回形針式結(jié)構(gòu)。所述偶極子形結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度和寬度可以調(diào)整。所述對(duì)稱回形針式結(jié)構(gòu)的各邊長(zhǎng)度和線寬可以分別調(diào)整。所述基板采用PET薄膜材料，但可以根據(jù)具體應(yīng)用環(huán)境選用其它材料。所述RFID標(biāo)簽芯片采用Monza 4，但可以根據(jù)具體應(yīng)用環(huán)境選用其它芯片。所述RFID標(biāo)簽芯片和所述偶極子形結(jié)構(gòu)在所述基板上的位置可以在所述基板中心線上調(diào)整。所述RFID標(biāo)簽天線的工作頻段可以根據(jù)具體應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行調(diào)整。所述雙面天線結(jié)構(gòu)不僅限于RFID領(lǐng)域，也可用于其它天線領(lǐng)域。本實(shí)用新型的有益效果是:[0016]通過采用左手材料原理，提出了一種新型雙面超小型RFID標(biāo)簽天線結(jié)構(gòu)，不僅使標(biāo)簽天線總體積得到進(jìn)一步減小，而且還具有較好的性能。雙面天線的各面天線結(jié)構(gòu)之間沒有直接的電氣連接，通過耦合傳遞電流，通過調(diào)整偶極子形結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度、寬度，以及對(duì)稱回形針式結(jié)構(gòu)的各邊長(zhǎng)度和線寬，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)簽天線的阻抗實(shí)部和虛部的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)自匹配，從而進(jìn)一步減少了單面彎折偶極子天線需要增加匹配網(wǎng)絡(luò)所占的空間。最終，采用本實(shí)用新型所述結(jié)構(gòu)的標(biāo)簽天線體積超小，并且具有較寬的工作帶寬和全向性，增益較高。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1是本實(shí)用新型工作于915MHz時(shí)的優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型工作于915MHz時(shí)的優(yōu)選實(shí)施例的偶極子形結(jié)構(gòu)(位于基板一面)的示意圖。圖3是本實(shí)用新型工作于915MHz時(shí)的優(yōu)選實(shí)施例的對(duì)稱回形針式結(jié)構(gòu)(位于基板另一面)的不意圖。圖4是本實(shí)用新型的工作頻率隨開路枝節(jié)5長(zhǎng)度變化的趨勢(shì)仿真圖。圖5是本實(shí)用新型工作于915MHz時(shí)的優(yōu)選實(shí)施例的輸入阻抗仿真圖。圖6是本實(shí)用新型工作于915MHz時(shí)的優(yōu)選實(shí)施例的E面和H面增益仿真圖。圖中，1.RFID標(biāo)簽芯片，2.偶極子形結(jié)構(gòu)，3.PET薄膜基板，4.對(duì)稱回形針式結(jié)構(gòu)，
5.用于調(diào)整工作頻率的開路枝節(jié)。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合說(shuō)明書附圖及具體實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。如圖1所示，是本實(shí)用新型一種雙面超小型RFID標(biāo)簽天線的優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例包括PET薄膜基板3、RFID標(biāo)簽芯片I (本實(shí)施例中使用的是Monza 4芯片，工作頻率為915MHz時(shí)的阻抗為11_」143Ω)、偶極子形結(jié)構(gòu)2、對(duì)稱回形針式結(jié)構(gòu)4，根據(jù)不同條件和需求，偶極子形結(jié)構(gòu)2和對(duì)稱回形針式結(jié)構(gòu)4可采用鋁箔或銀等良導(dǎo)體加工。如圖2所示，是本實(shí)用新型工作于915MHz時(shí)的優(yōu)選實(shí)施例的偶極子形結(jié)構(gòu)(位于基板一面)的示意圖。圖中，RFID標(biāo)簽芯片I與偶極子形結(jié)構(gòu)2的兩臂相連，均位于尺寸為50*5*0.05mm3的PET薄膜基板3的一面，其中，RFID標(biāo)簽芯片I應(yīng)位于PET薄膜基板3的中心位置，并稍向?qū)ΨQ回形針式結(jié)構(gòu)4中的寬邊方向偏移，從而調(diào)整饋電效果。此外，增加(減小)偶極子形結(jié)構(gòu)2的寬度可以減小(增加)標(biāo)簽天線輸入阻抗的實(shí)部。增加(減小)偶極子形結(jié)構(gòu)2的長(zhǎng)度可以降低(提高)工作頻率。如圖3所示，是本實(shí)用新型工作于915MHz時(shí)的優(yōu)選實(shí)施例的對(duì)稱回形針式結(jié)構(gòu)(位于基板另一面)的示意圖。圖中，對(duì)稱回形針式結(jié)構(gòu)4蝕刻于PET薄膜基板3的另一面，由一個(gè)回形針式結(jié)構(gòu)鏡像對(duì)稱得到，除一側(cè)寬邊線寬為3_外，其余各邊線寬均為0.5mm,開路枝節(jié)5的兩側(cè)邊距為0.5_。根據(jù)不同應(yīng)用環(huán)境，通過增加(減小)開路枝節(jié)5的長(zhǎng)度，可以方便地降低(提高)標(biāo)簽天線的工作頻率，在只改變開路枝節(jié)5長(zhǎng)度的情況下，標(biāo)簽天線中心頻率的調(diào)整范圍為896MHz-965MHz，工作帶寬(-1OdB回波損耗帶寬)約為100MHz，可以滿足各國(guó)UHF頻段RFID應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)簽天線工作頻率隨開路枝節(jié)5長(zhǎng)度變化的趨勢(shì)仿真圖如圖4所示。圖中實(shí)線表示的曲線是本專利在工作頻率為915MHz時(shí)的優(yōu)選實(shí)施例，此時(shí)開路枝節(jié)5的長(zhǎng)度為17.5mm，標(biāo)簽天線中心頻率為915MHz，-1OdB回波損耗帶寬約為IOOMHz。如圖5所示，是本實(shí)用新型工作于915MHz時(shí)的優(yōu)選實(shí)施例的輸入阻抗值。此優(yōu)選實(shí)施例在915MHz時(shí)的輸入阻抗實(shí)部為6.8 Ω，虛部為143.7 Ω，與Monza 4RFID標(biāo)簽芯片的ll-jl43Q阻抗形成了很好的共軛匹配。如圖6所示，是本實(shí)用新型工作于915MHz時(shí)的優(yōu)選實(shí)施例的E面和H面增益仿真圖，由圖可見，本實(shí)用新型所述標(biāo)簽天線具有很好的全向性。注:假設(shè)將本實(shí)用新型所述標(biāo)簽天線的中心放置于三維直角坐標(biāo)系的原點(diǎn)且芯片與XOZ面共面，所述標(biāo)簽天線的長(zhǎng)邊沿Z方向放置，則所述標(biāo)簽天線的E面為XOZ面，H面為XOY面。以上僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型內(nèi)容所做的等效變換，或?qū)⒈緦?shí)用新型直接/間接運(yùn)用在具體設(shè)備或者其它相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種雙面超小型RFID標(biāo)簽天線，其特征在于，所述標(biāo)簽天線包括:雙面天線結(jié)構(gòu)、基板、RFID標(biāo)簽芯片； 所述雙面天線結(jié)構(gòu)蝕刻于所述基板正反兩面；所述RFID標(biāo)簽芯片與所述雙面天線結(jié)構(gòu)中的偶極子形結(jié)構(gòu)的兩臂相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的標(biāo)簽天線，其特征在于，所述天線采用雙面結(jié)構(gòu)，分別位于基板兩面，一面為偶極子形結(jié)構(gòu)，另一面為對(duì)稱回形針式結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的標(biāo)簽天線，其特征在于，所述偶極子形結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度和寬度可以調(diào)整。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的標(biāo)簽天線，其特征在于，所述對(duì)稱回形針式結(jié)構(gòu)的各邊長(zhǎng)度和線寬可以分別調(diào)整。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的標(biāo)簽天線，其特征在于，所述RFID標(biāo)簽芯片和所述偶極子形結(jié)構(gòu)在所述基板上的位置可以在所述基板上調(diào)整。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種雙面超小型RFID標(biāo)簽天線，屬于射頻識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域。所述標(biāo)簽天線采用PET薄膜(或其它材料)基板，在基板正反兩面蝕刻鋁箔(或其它良導(dǎo)體)作為天線結(jié)構(gòu)，其中，一面為兩臂遠(yuǎn)小于波長(zhǎng)的偶極子形結(jié)構(gòu)，另一面為對(duì)稱回形針式結(jié)構(gòu)，RFID標(biāo)簽芯片與偶極子形結(jié)構(gòu)的兩臂相連。所述標(biāo)簽天線可應(yīng)用于UHF或微波等頻段，以中心頻率為915MHz，芯片采用Monza 4的典型情況為例，采用本實(shí)用新型所述結(jié)構(gòu)的標(biāo)簽天線總體積僅為50*5*0.05mm3(0.153*0.015*0.00015λ3)，并且具有較寬的工作帶寬和全向性，增益為-3dBi。本實(shí)用新型提供了一種解決標(biāo)簽天線進(jìn)一步小型化問題的方法，特別適合在RFID票務(wù)系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)等需要標(biāo)簽天線小型化和全向性的領(lǐng)域進(jìn)行應(yīng)用。
文檔編號(hào)H01Q1/22GK202997055SQ20122054285
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2012年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月23日
發(fā)明者李莉, 王霖川 申請(qǐng)人:北京郵電大學(xué)