CN103825099A - 近距离无线通信标签天线 - Google Patents

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梁迪飞
赵青
李东月
邹世凤
邓龙江
谢建良
王昕�
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Abstract

近距离无线通信标签天线，涉及射频技术。本发明包括介电材料层、环形天线和磁性承载基板，所述环形天线设置于介电材料层和磁性承载基板之间，介电材料层的介电参数为：ε′为1～7，tgε小于0.001。本发明的有益效果是，频点漂移范围小，小于150K，工作稳定，系统兼容性强。

Description

近距离无线通信标签天线
技术领域
本发明涉及射频技术。
背景技术
NFC是Near Field Communication缩写，即近距离无线通信技术。NFC是由非接触式射频识别(RFID)及互联互通技术整合演变而来，在单一芯片上结合感应式读卡器、感应式卡片和点对点的功能，能在短距离内与兼容设备进行识别和数据交换。目前许多手机都用到NFC技术，然而，NFC技术在应用中也遇到了很多的问题，如金属接触面使其接收距离缩短等，在这方面已经有许多的解决方法，如在NFC天线下方放置磁性基板等。然而，一个具有NFC功能的手机要想正常工作在其频点，其内部天线和外接电路及芯片首先要在频点漂移范围内达到匹配，而匹配电路器件参数的选择跟NFC系统RF端口的阻抗密切相关，环形天线工作环境也会影响其端口的阻抗，从而影响匹配电路，以至于对标签天线工作频点会产生很大的影响。NFC手机天线紧挨着手机外壳，而外壳是介电材料，正如模型中给出的矩形介电材料层1，为了使具有NFC系统的手机更好的工作，还需考虑介电材料是不是对整个系统也产生了影响，而在这方面还没有人提出有效理论以及说明，从而可以使其最小程度的影响NFC手机正常工作。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对上述问题，提供一种近距离无线通信标签天线，频点漂移小于150K。
本发明所述的标签天线解决了现有技术在应用时天线没有工作在作用频点的问题，使标签天线的生产大规模化更严谨。
本发明解决所述技术问题采用的技术方案是，近距离无线通信标签天线，包括介电材料层、环形天线和磁性承载基板，所述环形天线设置于介电材料层和磁性承载基板之间，介电材料层的介电参数为：ε′为1～7，tgε小于0.001。
所述磁性承载基板的厚度为0.1mm～0.25mm,其材质为铁氧体材料，磁性参数为：μ′为90～150、tgμ小于0.1。所述介电材料层与环形天线之间可以设置有介电常数接近1的薄膜。进一步的，所述介电材料层、环形天线和磁性承载基板皆为矩形。
本发明的有益效果是，频点漂移范围小，小于150K（见图5～7），工作稳定，系统兼容性强。
附图说明
图1是本发明的结构示意图（俯视状态）。
图2是本发明的结构示意图（纵向剖视状态）。
图3是天线电阻随介电参数变化的曲线图。
图4是天线电感随介电参数变化的曲线图。
图5是介电材料层介电参数实部为1时天线S11的曲线图。
图6是介电材料层介电参数实部为7时天线S11的曲线图。
图7是介电材料层介电参数为1～7时天线S11的曲线图。
具体实施方式
近距离无线通信标签天线，包括矩形介电材料层1、环形天线2和矩形磁性承载基板3，所述环形天线位于矩形介电材料层1和矩形磁性承载基板3之间。所述矩形磁性承载基板3采用铁氧体材料，其磁参数为：μ′为90～150、tgμ小于0.1，所述矩形介电材料层1的介电参数为：ε′为1～7，tgε小于0.001。介电材料层的材质可以采用FR-4等级玻璃纤维环氧树脂覆铜板耐燃材料。
本发明提供的近距离无线通信标签天线，其中外部矩形介电材料层的介电常数实部越小越好，其越小对整个RF端口的阻抗影响越小，对标签天线的影响越小。
环形天线2可采用银浆印刷并烧结的方式制作于矩形磁性承载基板3表面，也可以采用印刷电路粘接于矩形磁性承载基板3表面；矩形介电材料层1自然紧贴着环形天线2的表面，其二者之间的间隔也会影响RF端口特性，为避免误差，应尽量紧贴环形天线2表面。
本发明提供的近距离无线标签天线应用时，矩形介电材料层与天线线圈电路接触的表面常涂覆一层介电常数较小的薄膜。
本发明提供的近距离无线通信标签天线应用时，将矩形磁性承载基板3的背面靠近于金属层表面，使环形天线2位于矩形磁性承载基板和矩形介电材料层1之间。
本发明提供的近距离无线通信标签天线，其中位于环形天线2上方的介电材料的介电参数为：ε′为1～7，tgε小于0.001。这样对天线工作没有很大的影响，如果介电常数过大，不利于NFC标签天线在工作频点处读取数据。
实施例
如图1所示，本实施例包括矩形介电材料层1、环形天线2和矩形磁性承载基板3。其中矩形磁性承载基板3的厚度为0.15mm,其磁参数为：（磁导率实部）μ′为100，（磁导率虚部）μ″为1。此时应用外部电路使其达到匹配，当矩形介电材料的介电参数为：（介电常数实部）ε′为1～7（优选为4.2）、（介电常数正切角）tgε为0.001时，对端口阻抗特性影响小于百分之十，可以不改变匹配电路，此时天线工作频点变化在频带漂移范围，仍能正常通信。

Claims (4)

1.近距离无线通信标签天线，其特征在于，包括介电材料层（1）、环形天线（2）和磁性承载基板（3），所述环形天线（2）设置于介电材料层（1）和磁性承载基板（3）之间，介电材料层的介电参数为：ε′为1～7，tgε小于0.001。
2.如权利要求1所述的近距离无线通信标签天线，其特征在于，所述磁性承载基板（3）的厚度为0.1mm～0.25mm，其材质为铁氧体材料，磁性参数为：μ′为90～150、tgμ小于0.1。
3.如权利要求1所述的近距离无线通信标签天线，其特征在于，所述介电材料层（1）、环形天线（2）和磁性承载基板（3）皆为矩形。
4.如权利要求1所述的近距离无线通信标签天线，其特征在于，所述介电材料层的介电常数为4.2。
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