射頻天線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本實(shí)用新型涉及射頻識別領(lǐng)域，特別是涉及一種射頻天線。
【背景技術(shù)】
[0002] 在現(xiàn)有射頻識別技術(shù)領(lǐng)域，最小的射頻識別系統(tǒng)一般包括射頻讀寫設(shè)備、射頻天 線以及固定在待識別物品上的射頻標(biāo)簽，使用時(shí)射頻讀寫設(shè)備產(chǎn)生的射頻信號經(jīng)射頻天線 輸出，對射頻天線識讀區(qū)域內(nèi)的射頻標(biāo)簽進(jìn)行讀取等操作，射頻標(biāo)簽上攜帶的信息再經(jīng)射 頻天線反饋至射頻讀寫設(shè)備內(nèi)部的信號接收電路，射頻讀寫設(shè)備對接收到的信息進(jìn)行處理 后，即可完成對射頻標(biāo)簽以及其所表示的物體的ID識別。在該系統(tǒng)中，射頻天線是整個(gè)射頻 識別系統(tǒng)的重要組成部分，其完成射頻識別系統(tǒng)中電磁波的發(fā)射和接收。
[0003] 現(xiàn)有的射頻天線一般由天線線圈與天線匹配模塊兩部分組成。當(dāng)金屬物體靠近天 線線圈時(shí)，會(huì)使其失配，駐波比偏離導(dǎo)致射頻天線的性能下降，進(jìn)而引起檢卡距離變近，能 量反射也會(huì)變大使得讀寫設(shè)備發(fā)熱量增加；當(dāng)射頻天線在有電磁干擾的環(huán)境下工作時(shí)，干 擾信號會(huì)通過射頻天線加大讀寫設(shè)備的噪聲，導(dǎo)致讀寫設(shè)備的讀寫性能下降；另外，現(xiàn)有的 射頻天線產(chǎn)生的磁場外沿不可控，其不能適用于多個(gè)射頻天線密集使用的場合，否則會(huì)引 起相鄰射頻天線之間竄讀以及相互干擾等問題。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 基于此，有必要提供一種性能不易受外界影響、能發(fā)射或接收特定電磁波的射頻 天線。
[0005] -種射頻天線，用于以非接觸方式進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的射頻識別系統(tǒng)中，其包括:天線 線圈，用以發(fā)射或接收電磁波信號；天線匹配模塊，與所述天線線圈連接，用以發(fā)射或接收 電信號;金屬層，與所述天線線圈之間的相對位置固定，并且彼此絕緣;所述金屬層用以屏 蔽所述天線線圈向外界發(fā)射電磁波信號或接收來自外界的電磁波信號，其中所述金屬層 在所述天線線圈與外界之間留有信號通道，所述天線線圈通過所述信號通道發(fā)射或接收電 磁波信號。
[0006] 上述射頻天線通過金屬層，來屏蔽外部金屬對天線線圈的影響，提升射頻天線的 抗金屬性能;并且金屬層留有信號通道，金屬層可以反射或吸收電磁波信號，天線線圈只能 通過信號通道發(fā)射或接收特定方向的電磁波信號，這樣就可以避免外部干擾信號影響射頻 天線;并且可以控制射頻天線發(fā)射的電磁波信號的外沿，使用多個(gè)射頻天線時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生相 關(guān)干擾問題及竄讀現(xiàn)象。
[0007] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述金屬層形成具有開口的空腔，所述開口為所述信號通 道，所述天線線圈設(shè)置在所述空腔內(nèi)。
[0008] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述空腔的形狀為長方體或正方體，所述開口為所述長方 體或正方體的任意一面。
[0009] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述天線線圈所處的平面與所述開口所處的平面平行。
[0010] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述射頻天線還包括非金屬層，所述非金屬層設(shè)置在所述 金屬層與所述天線線圈之間。
[0011] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述天線線圈以一圈以上的線圈環(huán)繞構(gòu)成。
[0012] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述天線線圈在平面內(nèi)以渦旋狀盤卷而構(gòu)成。
[0013] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述金屬層由金屬板材形成。
[0014] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)所述天線線圈和所述金屬層的相對位置調(diào)節(jié)所述天線 匹配模塊的內(nèi)部元器件的參數(shù)。
[0015] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述天線匹配模塊以阻容匹配形式或變壓器匹配形式構(gòu) 成。
【附圖說明】
[0016] 圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例中的射頻天線的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017] 圖2為圖1中沿A-A的剖面示意圖；
[0018] 圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例中的射頻天線以變壓器匹配形式的等效電路圖；
[0019] 圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例中的射頻天線以阻容匹配形式的等效電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 請參考圖1，圖1為在此披露的射頻天線100的結(jié)構(gòu)示意圖，該射頻天線100可以應(yīng) 用于射頻識別技術(shù)中，其常用頻段有低頻、高頻(13.56Mhz)、超高頻等。該射頻天線100包括 天線線圈110、天線匹配模塊130和金屬層150。射頻天線110和天線匹配模塊130連接，天線 匹配模塊130可以與射頻讀寫設(shè)備連接，射頻讀寫設(shè)備輸出的射頻信號經(jīng)過天線匹配模塊 130和天線線圈110處理后，通過天線線圈110將電磁波信號發(fā)射出去；當(dāng)天線線圈110接收 到射頻標(biāo)反射的電磁波信號后經(jīng)過天線匹配模塊130處理后回傳給射頻讀寫設(shè)備。金屬層 150與天線線圈110絕緣連接，金屬層150可以屏蔽電磁波信號，該金屬層150留有信號通道， 電磁波信號可以通過該信號通道，從而天線線圈110可以通過該信號通道發(fā)射或接收電磁 波信號。
[0021] 以下結(jié)合具體實(shí)施例來詳細(xì)介紹該射頻天線100。
[0022] 請繼續(xù)參考圖1，該天線線圈110為單圈，并且其形狀大致呈矩形，即該矩形的天線 線圈110的首尾與天線匹配模塊130連接。當(dāng)然，該天線線圈110還可以為一圈以上的線圈環(huán) 繞構(gòu)成，或者也可以為在某一平面內(nèi)呈渦旋狀盤卷而構(gòu)成。天線線圈110的尺寸、形狀、圈 數(shù)、線寬等可以在考慮射頻天線1〇〇所要求的性能后適當(dāng)設(shè)置?？捎萌我夥椒▉硇纬稍撎炀€ 線圈100,其可以由導(dǎo)電材料繞制而成，也可以由印刷電路板上的銅制線圈形成、也可以在 具有絕緣層的基板上形成金屬膜后、利用蝕刻、沖切等工藝形成等等。
[0023] 天線匹配模塊130用來實(shí)現(xiàn)阻抗匹配，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，該天線匹配 模塊130-般包括電阻、電容、變壓器等，該天線匹配模塊130可以以阻容匹配形式或變壓器 匹配形式或其他匹配形式構(gòu)成。
[0024]請繼續(xù)參考圖1，在本實(shí)施方式中，金屬層150形成一個(gè)一面為開口 151的長方體， 該開口 151即為信號通道，電磁波信號可以通過該開口 151。在此僅為了描述方便，定義該開 口為頂面，與頂面相對的面為底面，其余四個(gè)面為側(cè)面。由四個(gè)側(cè)面和底面形成一個(gè)非閉合 的空腔，天線線圈110設(shè)置在該空腔內(nèi)，天線線圈110與金屬層150為絕緣連接。在本實(shí)施方 式中，為了能夠發(fā)射信號強(qiáng)度較強(qiáng)的電磁波信號，天線線圈110所處的平面可以與頂面平 行。可以用任意方法來絕緣連接天線線圈110和金屬層150,可以在底面上方設(shè)置非金屬層， 該非金屬層為絕緣，天線線圈110設(shè)置在非金屬層上;可以在底面或/和側(cè)面設(shè)置絕緣連接 件，絕緣連接件支撐天線線圈110等。天線線圈110與金屬層150各個(gè)面之間的距離，可以調(diào) 節(jié)相應(yīng)連接方式的參數(shù)來調(diào)節(jié)。
[0025] 當(dāng)天線線圈110與金屬層150之間的相對位置固定后，為了提高射頻天線100的傳 輸效率，可以調(diào)節(jié)天線匹配模塊130內(nèi)部元器件的參數(shù)，使得射頻天線100的駐波比調(diào)整至1 附近。在本實(shí)施方式中，在保證射頻天線的品質(zhì)因數(shù)、駐波比等參數(shù)相同的情況下，可以通 過適當(dāng)加大天線線圈110所處平面與底面的間距以及天線線圈與四個(gè)側(cè)面面的垂直距離的 方式，以實(shí)現(xiàn)提高射頻天線上方的標(biāo)簽檢測和讀寫性能的目的。也可以在保射頻天線的品 質(zhì)因數(shù)、駐波比等參數(shù)相同以及天線線圈110所在平面與底面相對位置不變的情況下，可以 通過適當(dāng)增高金屬層150的四個(gè)側(cè)面的高度的方式，以實(shí)現(xiàn)減小射頻天線四周磁場外沿的 目的。
[0026] 當(dāng)外部金屬物體靠近調(diào)整完成后的射頻天線時(shí)，金屬層150會(huì)起到有效的屏蔽作 用，使得外部金屬物體不會(huì)影響天線線圈110的電感值，從而改變射頻天線1〇〇的參數(shù)以及 影響射頻天線100的性能。由于金屬層150可以反射或吸收電磁波信號，電磁波信號只能從 頂面的開口被天線線圈110接收，這樣就可以避免外部干擾信號通過射頻天線100傳入射頻 讀寫設(shè)備，從而降低了射頻讀寫設(shè)備的噪聲，提高了其信噪比以及檢卡性能。請參考圖2,圖 2中的虛線示意性的示出了天線線圈130發(fā)射的電磁波信號，由于電磁波信號只能從頂面的 開口 151發(fā)射出去，其余方向的電磁波信號將被金屬層吸收或反射，因此金屬層150可以控 制射頻天線100發(fā)射的電磁波信號的