CN101667678A - 一种射频识别天线 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及微波通信系统中常用的天线，尤其涉及一种适用于射频识别应用的天线。一种射频识别天线，该射频识别天线包括射频标签芯片、基体和涂覆在基体的金属图案，基体采用介电常数为5～150的陶瓷片，金属图案由辐射部分、馈线匹配部分、谐振匹配部分、侧面连接部分和抗金属部分构成；馈线匹配部分为曲折线，一端连接辐射部分，另一端连接射频标签芯片；谐振匹配部分位于基体正面的一个端部，一端连接射频标签芯片，另一端连接侧面连接部分；侧面连接部分位于基体的侧面，侧面连接部分与抗金属部分相连接。本发明与标签芯片匹配的标签天线能达到3dBi的线极化增益，比同尺寸的抗金属标签的识别距离更远。本发明的天线适合频段为800MHz－1GHz。

Description

一种射频识别天线
技术领域
本发明涉及微波通信系统中常用的天线，尤其涉及一种适用于射频识别应用的天线。
背景技术
无线射频识别技术(Radio Frequency Idenfication，RFID)是一种非接触的自动识别技术，其基本原理是利用射频信号和空间耦合(电感或电磁耦合)或雷达反射的传输特性，实现对被识别物体的自动识别。RFID系统至少包含电子标签和阅读器两部分。电子标签是射频识别系统的数据载体，电子标签由标签天线和标签专用芯片组成。依据电子标签供电方式的不同，电子标签可以分为有源电子标签(Active tag)、无源电子标签(Passive tag)和半无源电子标签(Semi-passive tag)。有源电子标签内装有电池，无源射频标签没有内装电池，半无源电子标签(Semi-passive tag)部分依靠电池工作。
电子标签依据频率的不同可分为低频电子标签、高频电子标签、超高频电子标签和微波电子标签。依据封装形式的不同可分为信用卡标签、线形标签、纸状标签、玻璃管标签、圆形标签及特殊用途的异形标签等。
RFID阅读器(读写器)通过天线与RFID电子标签进行无线通信，可以实现对标签识别码和内存数据的读出或写入操作。典型的阅读器包含有高频模块(发送器和接收器)、控制单元以及阅读器天线。
目前，射频识别技术产品的需求日益增大，如银行系统，图书馆系统等。目前采用的纸质标签，重量轻，但不能抗金属，而某些抗金属标签没有很好的图案和芯片匹配，导致使用效果差。对于涉及匹配问题的适用于射频识别天线还未有公开报道过。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明的目的是在于提供一种适应于射频识别的天线，通过高介电常数和特殊金属图案的设计，使天线能在更小的尺寸下，达到更好的技术指标。具有外形小巧美观，性能优良的特点。
为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：
一种射频识别天线，该射频识别天线包括射频标签芯片、基体和涂覆在基体的金属图案，所述的基体采用介电常数为5～150的陶瓷片，金属图案由辐射部分、馈线匹配部分、谐振匹配部分、侧面连接部分和抗金属部分构成，辐射部分、馈线匹配部分和谐振匹配部分处于基体的正面，抗金属部分位于基体背面；馈线匹配部分为曲折线，馈线匹配部分的一端连接辐射部分，另一端连接射频标签芯片；谐振匹配部分位于基体正面的一个端部，谐振匹配部分的一端连接射频标签芯片，另一端连接侧面连接部分；侧面连接部分位于基体的侧面，侧面连接部分与抗金属部分相连接。
作为优选，所述的曲折线呈矩形波状。作为再优选，所述的矩形波曲折线为长度是零到四分之一个波长的金属线。本发明的馈线匹配部分的曲折线产生感性匹配分量，馈线匹配部分矩形波可根据需求做出调整使天线能与标签芯片匹配。作为优选，所述的谐振匹配部分具有两个分别沿边缘向辐射部分延伸的谐振臂，谐振臂与辐射部分及馈线匹配部分产生容性匹配分量。本发明的谐振匹配部分的两个谐振臂可根据需求做出调整以匹配芯片，并且其从芯片到侧面连接部分的距离也可根据需求做出调整以匹配芯片。
作为优选，所述的辐射部分的形状为圆形、椭圆形、三角形、矩形或不规则多边形。当然，本发明的辐射部分可根据情况改变尺寸和形状，满足不同辐射指标要求。
本发明由于采用了上述的技术方案，由涂覆在陶瓷片上的金属层产生的感性匹配分量和容性匹配分量构成芯片匹配所需电抗值。馈线匹配部分的曲折线产生感性分量，使天线能与标签芯片匹配，谐振匹配部分产生的容性分量和馈线匹配部分所产生的感性分量使天线与芯片的阻抗匹配。而辐射部分可根据情况改变尺寸和形状，满足不同辐射指标要求。本发明与标签芯片匹配的标签天线能达到3dBi的线极化增益，比同尺寸的抗金属标签的识别距离更远。本发明的天线适合频段为800MHz-1GHz。
附图说明
图1为本发明实施例1的结构图。
图2为实施例1正面的结构示意图。
图3为实施例1背面的结构示意图。
图4为实施例1射频识别天线增益三维图。
图5为实施例1射频识别天线增益2维图。
图6为实施例2的正面的结构示意图。
图7为实施例3的正面的结构示意图。
图8为实施例4的正面的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做一个详细的说明，但本发明保护的陶瓷并不局限于以下所陈述的实施例，其他相似的结构也属本发明保护范围内。
实施例1
如图1、图2、图3所示的一种射频识别天线，该射频识别天线包括射频标签芯片3、基体和涂覆在基体的金属图案，所述的基体采用介电常数为5～150的陶瓷片，金属图案由辐射部分1、馈线匹配部分2、谐振匹配部分4、侧面连接部分5和抗金属部分7构成。辐射部分1、馈线匹配部分2和谐振匹配部分4处于基体的正面，抗金属部分7位于基体背面。如图2所示，辐射部分1的形状为矩形；馈线匹配部分2矩形波曲折线是0.115个波长的矩形波形，能产生j700～j900的感性匹配分量。馈线匹配部分2的一端连接辐射部分1，另一端连接射频标签芯片3，馈线匹配部分2的矩形波形图案产生感性分量，馈线匹配部分2矩形波可根据需求做出调整使天线能与标签芯片3匹配。谐振匹配部分4位于基体正面的一个端部，谐振匹配部分4的一端连接射频标签芯片3，另一端连接侧面连接部分5，谐振匹配部分4具有两个分别沿边缘向辐射部分1延伸的谐振臂，谐振臂与辐射部分1及馈线匹配部分2产生容性分量。如图3所示，侧面连接部分5位于基体的侧面，侧面连接部分5与抗金属部分7相连接。本实施例的射频识别天线能达到3dBi的线极化增益，比同尺寸的抗金属标签的识别距离更远，适合频段为800MHz-1GHz。图4为本实施例射频识别天线增益三维图，图5为本实施例射频识别天线增益2维图。
实施例2
如图6所示的一种射频识别天线，该射频识别天线包括实施例1所述的射频标签芯片3、基体和涂覆在基体的金属图案，金属图案由辐射部分1、馈线匹配部分2、谐振匹配部分4、侧面连接部分5和抗金属部分7构成，其区别在于辐射部分1的形状为八边形；馈线匹配部分2的矩形波曲折线是0.11个波长的矩形波形，能产生j700～j900的感性匹配分量。
实施例3
如图7所示的一种射频识别天线，该射频识别天线包括实施例1所述的射频标签芯片3、基体和涂覆在基体的金属图案，金属图案由辐射部分1、馈线匹配部分2、谐振匹配部分4、侧面连接部分5和抗金属部分7构成，其区别在于辐射部分1的形状为多边形；馈线匹配部分2的矩形波曲折线是0.15个波长的矩形波形，能产生j700～j900的感性匹配分量。谐振匹配部分4中谐振臂的长度变成近乎零，使容性匹配分量减少，以匹配电路。
实施例4
如图8所示的一种射频识别天线，该射频识别天线包括实施例1所述的射频标签芯片3、基体和涂覆在基体的金属图案，金属图案由辐射部分1、馈线匹配部分2、谐振匹配部分4、侧面连接部分5和抗金属部分7构成，其区别在于辐射部分1的形状为矩形；馈线匹配部分2的矩形波曲折线是0.11个波长的矩形波形，能产生j700～j900的感性匹配分量。

Claims (5)

1.一种射频识别天线，该射频识别天线包括射频标签芯片(3)、基体和涂覆在基体的金属图案，其特征在于：基体采用介电常数为5～150的陶瓷片，金属图案由辐射部分(1)、馈线匹配部分(2)、谐振匹配部分(4)、侧面连接部分(5)和抗金属部分(6)构成，辐射部分(1)、馈线匹配部分(2)和谐振匹配部分(4)处于基体的正面，抗金属部分(6)位于基体背面；馈线匹配部分(2)为曲折线，馈线匹配部分(2)的一端连接辐射部分(1)，另一端连接射频标签芯片(3)；谐振匹配部分(4)位于基体正面的一个端部，谐振匹配部分(4)的一端连接射频标签芯片(3)，另一端连接侧面连接部分(5)；侧面连接部分(5)位于基体的侧面，侧面连接部分(5)与抗金属部分(6)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种射频识别天线，其特征在于：所述的曲折线呈矩形波状。
3.根据权利要求2所述的一种射频识别天线，其特征在于：所述的矩形波曲折线为长度是零到四分之一个波长的金属线，能产生感性匹配分量。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种射频识别天线，其特征在于：谐振匹配部分(4)具有两个分别沿边缘向辐射部分(1)延伸的谐振臂，谐振臂与辐射部分(1)及馈线匹配部分(2)产生容性匹配分量。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种射频识别天线，其特征在于：辐射部分(1)的形状为圆形、椭圆形、三角形、矩形或不规则多边形。
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