CN101771190B - 用于金属表面的rfid标签天线 - Google Patents

用于金属表面的rfid标签天线 Download PDF

Info

Publication number
CN101771190B
CN101771190B CN 201010123322 CN201010123322A CN101771190B CN 101771190 B CN101771190 B CN 101771190B CN 201010123322 CN201010123322 CN 201010123322 CN 201010123322 A CN201010123322 A CN 201010123322A CN 101771190 B CN101771190 B CN 101771190B
Authority
CN
China
Prior art keywords
metal
antenna
plate
paster
dielectric plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN 201010123322
Other languages
English (en)
Other versions
CN101771190A (zh
Inventor
陶晓晖
耿军平
金荣洪
梁仙灵
王文智
闫鹏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Jiaotong University
Original Assignee
Shanghai Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Jiaotong University filed Critical Shanghai Jiaotong University
Priority to CN 201010123322 priority Critical patent/CN101771190B/zh
Publication of CN101771190A publication Critical patent/CN101771190A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101771190B publication Critical patent/CN101771190B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Details Of Aerials (AREA)

Abstract

一种无线射频技术领域的用于金属表面的RFID标签天线，包括：贴片天线部分、上层电介质板、激励线、中间接地板、下层电介质板、下层金属板和馈电端口，其中：贴片天线部分位于上层电介质板的上表面，中间接地板位于下层电介质板和上层电介质板之间，中间接地板与下层金属板位于下层电介质板的不同表面，中间接地板接地，馈电端口设置于激励线的入口端的中央与其相连，激励线的一端与贴片天线部分相连，另一端与馈电端口相连。本发明适用于840MHz-845MHz，在采用双层结构保证其在金属表面正常工作的同时，采用常用的板材，大大减少了生产成本。本发明天线的定向辐射特性好，结构紧凑，体积小，而且辐射和接收距离较远。

Description

用于金属表面的RFID标签天线
技术领域
本发明涉及的是一种电信技术领域的天线装置，具体是一种用于金属表面的RFID(RadioFrequency Identification，无线射频识别技术)标签天线。
背景技术
无线射频识别技术是从二十世纪九十年代兴起的一项利用射频信号进行非接触式双向通信，自动识别目标对象并获取相关信息数据的无线通信技术。该技术较传统条形码技术有七大优势：扫描快，体积小，形状多，重复使用率高，穿透性强，，数据记忆容量大，安全性高，可无屏障阅读等优点。其中RFID标签天线是无线射频的关键技术之一。普通的RFID标签天线当靠近金属表面时，由于在金属中产生了与之相反的感应电流，使得有效信号无法接收或发送，导致RFID标签天线无法工作。而恰恰在许多场合，RFID标签天线需要工作在金属表面，比如集装箱，冰箱或者电视。
经对现有技术的文献检索发现，K.won等人发表在2005年11月电子短文(ElectronicsLetters)第41册的文章：一种紧凑开槽平面倒F型标签天线(A Compact Slotted Inverted-FRFID TAG Antenna)，提出了一种倒F型结构可以使天线在900MHz附近工作在金属表面；
C.Cho等人发表在2008年1月电子短文(Electronics Letters)第44册的文章：一种用于金属表面的RFID平面标签天线设计(Design of planar RFID tag antenna for metallicobjects)，采用了内部螺旋型双极子结构；
Bo Gao等人发表在2008年5月电子构件和技术(Electronic Components and Technology)会议的文章：用于金属物体追踪的采用EBG材料被动超高频段RFID标签天线(Passive UHFRFID with ferrite electromagnetic band gap(EBG)material for metal objects tracking)，提出了采用EBG结构来解决金属对天线的影响。
但以上的解决方法往往因为结构复杂而造价昂贵，另外也没有一种解决方法适用于840MHz-845MHz，920MHz-925MHz，即中国的UHF频段。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种用于金属表面的RFID标签天线，采用双层部分镂空结构的贴片RFID标签天线，该天线适用于840MHz-845MHz，在采用双层结构保证其在金属表面正常工作的同时，采用常用的板材，大大减少了生产成本。本发明天线的定向辐射特性好，结构紧凑，体积小，而且辐射和接收距离较远。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：贴片天线部分、上层电介质板、激励线、中间接地板、下层电介质板、下层金属板和馈电端口，其中：贴片天线部分位于上层电介质板的上表面，中间接地板位于下层电介质板和上层电介质板之间，中间接地板与下层金属板位于下层电介质板的不同表面，中间接地板接地，馈电端口设置于激励线的入口端的中央与其相连，激励线的一端与贴片天线部分相连，另一端与馈电端口相连。
所述的贴片天线部分为非对称多分支结构的金属层，对应所述的中间接地板为部分镂空结构，实现在金属表面进行工作的目的。
所述的贴片天线部分包括若干块边长相同且相互连接的正方形金属贴片块，其中：位于贴片天线部分中央的贴片块的左侧、上侧和右侧分别设有3个分支结构，该分支结构为若干贴片块依次连接组成。
所述的贴片块的下侧设置了金属过渡片，该金属过渡片设置于正方形贴片块正下侧且与分支结构电接触，作为贴片天线与激励线的过渡桥梁。
本发明通过调节天线尺寸、贴片天线部分的形状以及部分镂空中间层地板可调整天线频带。通过减少尺寸可以让频带右移，也可让其满足920MHz-925MHz的频段(中国标准)。同样特殊形状的贴片天线部分以及部分镂空中间层地板可以让频带移动。
本发明首先通过馈电端口将信号传输给馈电端口，为了与通用的传输线阻抗相匹配，标签天线设置为50Ω阻抗，激励线与贴片天线部分相连接，将电磁能量传输给贴片天线部分，由辐射天线向外辐射能量。
本发明和现有技术相相比，本发明因为采用了部分镂空金属中间地板，使得标签天线在金属表面使用时，对其产生的感应电流减弱，从而能够正常工作。另外采用这种中间地板的结构能够使天线在更小的体积下得到更大的电长度，适合用于天线的小型化设计，天线尺寸小，容易藏在金属物体内部和表面。另外采用成本较低的材料制作，大大减少了价格。因此，本发明具有结构紧凑，体积小，成本低，同时具有更好的定向辐射特性的优点。本发明符合中国超高频RFID频段标准，可用于射频识别。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是辐射单元部分的正面结构示意图；
图3是中间接地板的正面结构示意图；
图4是本发明侧面结构示意图；
图5是贴片天线部分特殊分支结构示意图；
图6是中接地间板的局部放大示意图；
图7是实施例S11反射系数曲线；
图8是实施例在843MHz频率上的方向图；
其中：a为843MHz频率上的XY方向上的方向图；b为843MHz频率上的YZ方向上的方向图；c为843MHz频率上的XZ方向上的方向图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，本实施例包括：贴片天线部分1、上层电介质板2、激励线3、馈电端口4、中间接地板5、下层电介质板6和下层金属板7，其中：贴片天线部分1位于上层电介质板2的上表面，中间接地板5位于下层电介质板6和上层电介质板2之间，中间接地板5与下层金属板7位于下层电介质板6的不同表面，中间接地板5接地，馈电端口4设置于激励线3的入口端的中央与其相连，激励线3的一端与贴片天线部分1中的金属过渡片10相连，另一端与馈电端口4相连。
所述的贴片天线部分1为非对称多分支结构的金属层，对应所述的中间接地板5为部分镂空结构，实现在金属表面进行工作的目的。
所述的贴片天线部分1包括若干块边长相同且相互连接的正方形金属贴片块，其中：位于贴片天线部分中央的贴片块8的左侧、上侧和右侧分别设有3个分支结构9，该分支结构9为若干贴片块依次连接组成。
所述的分支结构9的最小宽度为5mm。
所述的贴片天线部分1的下部设有金属过渡片10，该金属过渡片10设置于正方形贴片块8正下侧且与分支结构9电接触。
所述的激励线3为一段均匀宽度的微带线，该微带线具体位于金属过渡片10的下侧。
所述的金属过渡片10为梯形结构的金属片。
所述馈电端口4为侧面馈电形式。
所述的上层电介质板2和下层电介质板6均为矩形结构的环氧板。
本实施例通过调节天线尺寸、贴片天线部分1的形状以及部分镂空中间层地板5可调整天线频带。通过减少尺寸可以让频带右移，也可让其满足920MHz-925MHz的频段(中国标准)。同样特殊形状的贴片天线部分1以及部分镂空中间层地板5可以让频带移动。
如图2所示，本实施例中的贴片天线部分1的厚度为0.035mm，贴片天线部分1的最小宽度为5mm，信号由馈电端口4馈入，通过宽度为3.8mm的激励线馈入近梯形结构，天线中央为10mm*10mm金属片与近梯形结构有一段宽度为5mm长度为5mm金属部分相连，天线中央的10mm*10mm金属片分别向左，右，上三个方向各有一天线分支。对应S11图中三个频点。
如图3所示，所述的中间接地板5与馈电端口4连接的部位有一块整体金属片11(50mm*10mm*0.035mm)，与镂空部分12中一块金属片相连。被镂空的中间接地板5一共有4块金属片，互相不相连。
如图4所示，从上而下依次是：贴片天线部分1、上层电介质板2、中间接地板5、下层电介质板6、下层金属板7。突出部分为馈电端口4。金属板为铜板，上下两层电介质板介电常数为4.4，尺寸各为50mm*70mm*2mm。
如图5所示，所述的正方形贴片块8位于中央。分别向左，右，上侧有3个分支结构9。正方形贴片块8下侧与金属过渡片10中一块金属片相连。被镂空的中间接地板5一共有4块金属片，互相不相连。
如图6所示，为金属片11(50mm*10mm*0.035mm)与镂空部分12相连。被镂空的中间接地板5中镂空部分12一共有4块金属片，互相不相连。
如图7所示，为本实施例的S11反射系数曲线；可以看到，在仿真中，天线在840MHz-845MHz与920MHz-925MHz中国UHF频段都可以工作。两段在反射系数为-6dB以下的带宽分别为8MHz，8MHz。
如图8所示，为本实施例在843MHz频率时，在金属表面的XZ，YZ，XY三个平面上的远场方向图(方向可从图3看出)。其中(a)是天线在XZ平面上的方向图，(b)是天线在YZ平面上的方向图，(c)天线是在XY平面上的方向图。可以看到，天线在XY平面上为全向天线。天线在XZ，YZ平面上为Z正向定向天线。
根据该结果，RFID抗金属标签天线能够在金属表面工作在840MHz-845MHz中国标准UHF频段。因为该天线尺寸和厚度都较小，容易贴于金属表面。此外，因为该天线结构简单并材料成本较低，所以该天线有着很好的发展前景。

Claims (7)

1.一种用于金属表面的RFID标签天线，其特征在于，包括：贴片天线部分、上层电介质板、激励线、中间接地板、下层电介质板、下层金属板和馈电端口，其中：贴片天线部分位于上层电介质板的上表面，中间接地板位于下层电介质板和上层电介质板之间，中间接地板与下层金属板位于下层电介质板的不同表面，中间接地板接地，馈电端口设置于激励线的入口端的中央与其相连，激励线的一端与贴片天线部分相连，另一端与馈电端口相连；所述的贴片天线部分包括若干块边长相同且相互连接的正方形金属贴片块，其中：位于贴片天线部分中央的贴片块的左侧、上侧和右侧分别设有3个分支结构，该分支结构为若干贴片块依次连接组成。
2.根据权利要求1所述的用于金属表面的RFID标签天线，其特征是，所述的贴片天线部分为非对称多分支结构的金属层，对应所述的中间接地板为部分镂空结构。
3.根据权利要求1所述的用于金属表面的RFID标签天线，其特征是，所述的贴片块的下侧设置了金属过渡片，该金属过渡片设置于正方形金属贴片块正下侧且与分支结构电接触。
4.根据权利要求3所述的用于金属表面的RFID标签天线，其特征是，所述的激励线为一段均匀宽度的微带线，该微带线具体位于金属过渡片的下侧。
5.根据权利要求3所述的用于金属表面的RFID标签天线，其特征是，所述的金属过渡片为梯形结构的金属片。
6.根据权利要求1所述的用于金属表面的RFID标签天线，其特征是，所述馈电端口为侧面馈电形式。
7.根据权利要求1所述的用于金属表面的RFID标签天线，其特征是，所述的上层电介质板和下层电介质板均为矩形结构的环氧板。
CN 201010123322 2010-03-15 2010-03-15 用于金属表面的rfid标签天线 Expired - Fee Related CN101771190B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201010123322 CN101771190B (zh) 2010-03-15 2010-03-15 用于金属表面的rfid标签天线

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201010123322 CN101771190B (zh) 2010-03-15 2010-03-15 用于金属表面的rfid标签天线

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101771190A CN101771190A (zh) 2010-07-07
CN101771190B true CN101771190B (zh) 2013-01-09

Family

ID=42503890

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 201010123322 Expired - Fee Related CN101771190B (zh) 2010-03-15 2010-03-15 用于金属表面的rfid标签天线

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101771190B (zh)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI459641B (zh) * 2010-12-30 2014-11-01 Advanced Connectek Inc Multi - frequency antenna
CN102883526B (zh) * 2011-07-14 2016-02-10 深圳光启高等理工研究院 一种集成天线的pcb板
CN102956961A (zh) * 2011-08-17 2013-03-06 上海维恩佳得数码科技有限公司 平板定向天线
CN102542326B (zh) * 2011-12-19 2014-07-02 君毅工业股份有限公司 长距离无线射频识别金属制品制造方法及结构
TWI523326B (zh) * 2012-08-10 2016-02-21 China Steel Corp A wireless identification tag with dual radiation field type and an object search system using the same
CN102904009A (zh) * 2012-09-13 2013-01-30 上海交通大学 一种小型宽带宽波束圆极化微带天线
US9083068B2 (en) * 2012-12-07 2015-07-14 Commscope Technologies Llc Ultra-wideband 180 degree hybrid for dual-band cellular basestation antenna
CN103346395B (zh) * 2013-07-03 2016-08-17 中山大学 小型超高频rfid抗金属标签天线及阻抗分离匹配方法
CN103337715A (zh) * 2013-07-03 2013-10-02 中山大学 多模宽带超高频抗金属标签阵列天线及阻抗分离匹配方法
CN108649334A (zh) * 2018-04-28 2018-10-12 南京邮电大学 双频带双极化可穿戴中继天线

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1798806A1 (en) * 2005-12-19 2007-06-20 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus for Converting Transmission Structure

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7504998B2 (en) * 2004-12-08 2009-03-17 Electronics And Telecommunications Research Institute PIFA and RFID tag using the same
KR100819196B1 (ko) * 2006-10-25 2008-04-04 광운대학교 산학협력단 금속에 부착 가능한 ｕｈｆ대역 ｒｆｉｄ 태그 안테나

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1798806A1 (en) * 2005-12-19 2007-06-20 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus for Converting Transmission Structure

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
可用于金属物体识别的RFID标签的研究;袁超文等;《微计算机信息》;20090115;第25卷(第1-2期);1，2 *
袁超文等.可用于金属物体识别的RFID标签的研究.《微计算机信息》.2009,第25卷(第1-2期),

Also Published As

Publication number Publication date
CN101771190A (zh) 2010-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101771190B (zh) 用于金属表面的rfid标签天线
US8690070B2 (en) Wireless IC device component and wireless IC device
CN101593866B (zh) 带有t型匹配网络的介质谐振uhf rfid标签天线
CN102496776B (zh) 覆盖全球uhf rfid频段的标签天线和电子标签
JP6253588B2 (ja) アンテナ構造体、及びアンテナ構造体を備えるｒｆｉｄトランスポンダシステム
CN102542325B (zh) 应答器标记对象和制造应答器标记对象的方法
CN202205889U (zh) 一种应用于非金属表面的微波频段rfid标签天线
CN102110872A (zh) 适用于非金属表面的射频识别标签天线
CN105305040A (zh) 用于抗金属标签的天线及天线的信号发射、接收方法
CN107369921A (zh) 近远场rfid读写器可切换天线及其设计方法
CN200986965Y (zh) 移动通信装置的内藏式多频天线及移动通信装置
CN103903048A (zh) 一种可折叠皮亚诺分形抗金属超高频rfid电子标签
CN201191647Y (zh) 带有双t型缝隙辐射单元的射频识别电子标签天线
CN103164735A (zh) 一种抗金属的超高频rfid标签
CN101527391A (zh) 板状馈电空气介质贴片天线
CN102035071A (zh) 一种具有双频圆极化特性的rfid读写器天线
CN105226381A (zh) 一款小型化超高频弯折偶极子天线
CN205282643U (zh) 一种射频识别天线
CN202870872U (zh) 一种电子标签
CN103985958A (zh) 基于ebg结构的小型抗金属uhf标签天线
CN203839507U (zh) 一种基于ebg结构的小型抗金属uhf标签天线
CN201601218U (zh) 一种新型信号接收天线
CN107359411A (zh) 基于电子设备后壳辐射nfc信号的装置
CN104466353A (zh) 超带宽可集成读写器电路模块的uhf频段rfid读写器天线
CN207149702U (zh) 近远场rfid读写器可切换天线

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20130109

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee