CN103972640A - 一种rfid超高频电子标签近场天线 - Google Patents

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一种RFID超高频电子标签近场天线，包括环形天线和位于环形天线内部的内部天线，所述环形天线具有位置对称的第一开口和第二开口，且其中的第一开口用于安装RFID芯片，所述内部天线包括主部和位于主部两侧且与主部相连的两个翼部，所述主部包括突向第一开口的第一突出结构和突向第二开口的第二突出结构，所述内部天线以环形天线两个开口中点的连线轴对称，且所述内部天线通过所述翼部与环形天线相连接。利用所述标签天线可以获得如下有益效果：阻抗与所用芯片匹配，从而提高了阅读性能。

Description

一种RFID超高频电子标签近场天线
技术领域
本发明涉及天线领域，尤其涉及一种RFID超高频电子标签近场天线。
背景技术
射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）技术是近年来兴起的一种自动识别技术。其系统的基本组件包括RFID电子标签、RFID读写器和天线。其中，天线是一种以电磁波形式把无线电收发机的射频信号功率接收或辐射出去的装置。
目前超高频RFID电子标签容易受到环境的影响，无法穿透大部分液体，且过远的阅读距离也阻碍了其在某些领域上的应用。超高频RFID近场电子标签基于电磁耦合的原理工作在阅读器的近场区，这使超高频RFID近场电子标签有了高频RFID电子标签的特点：读取距离短，安全性和可靠性良好，有效地降低了误读率；对周围恶劣环境适应性强，抗干扰性好；带宽高、能耗低。同时与高频RFID电子标签相比：超高频近场标签结构简单，更加小型化，大大降低了制造成本。
现阶段的近场天线多为普通环形天线，阻抗不匹配，偏频较多，导致阅读性能不佳，读取盲区较多，且环境适应性差。
发明内容
为了克服上述近场天线的不足，本发明实施例提供了一种RFID超高频电子标签近场天线，阻抗与所用芯片匹配，从而提高了阅读性能。
为此，本发明实施例提供了一种RFID超高频电子标签近场天线，包括环形天线和位于环形天线内部的内部天线，所述环形天线具有位置对称的第一开口和第二开口，且其中的第一开口用于安装RFID芯片，所述内部天线包括主部和位于主部两侧且与主部相连的两个翼部，所述主部包括突向第一开口的第一突出结构和突向第二开口的第二突出结构，所述内部天线以环形天线两个开口中点的连线轴对称，且所述内部天线通过所述翼部与环形天线相连接。
可选的，所述内部天线呈蝙蝠结构，其中蝙蝠结构的主部包括突向第一开口的第一突出结构和突向第二开口的第二突出结构，所述蝙蝠结构的翼部包括突向第一开口的第三突出结构。
可选的，所述第二突出结构的顶部具有梯形或三角形内凹结构，使得所述第二突出结构的顶部形成至少两个尖峰。
可选的，所述一个翼部包括至少一个第三突出结构。
可选的，所述第三突出结构呈三角形结构或类三角形结构，顶角角度范围为20度～40度，向第一开口一侧伸入的长度为3mm～6mm。
可选的，所述的第一突出结构呈三角形结构或类三角形结构，顶角角度范围为40度～60度，向第一开口一侧伸入长度为6mm～8mm。
可选的，所述第二突出结构的顶部与环形天线间距的范围为1mm～4mm。
可选的，所述环形天线外半径的范围为8mm～12mm。
可选的，所述第二开口的开口距离范围为3mm～7mm。
可选的，所述翼部与环形天线相连接的位置呈月牙状结构。
与现有技术相比，本技术方案具有以下优点：
通过特殊结构的RFID超高频电子标签近场天线，所述天线在近场区能够得到更高的感应电压，有利于能量耦合，在复杂环境中更不易受到影响，能够应用于金属和液体环境下。
通过设置在环形天线和第二突出结构的位置和形状，调节阻抗，以达到与所用芯片阻抗相匹配的目的，读取范围能够覆盖整个近场区域，在各个方向上读取稳定从而减少了盲区。
附图说明
图1是本发明实施例的RFID超高频电子标签近场天线的结构示意图；
图2是本发明实施例的RFID超高频电子标签近场天线回波损耗仿真示意图。
具体实施方案
下面结合附图，通过具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。
请参考图1，为本发明实施例的RFID超高频电子标签近场天线的结构示意图。所述RFID超高频电子标签近场天线1包括环形天线5和位于环形天线5内部的内部天线9，所述环形天线5具有位置对称的第一开口5和第二开口10，且其中的第一开口5用于安装RFID芯片，所述RFID芯片横跨所述第一开口5。在本实施例中，标签芯片为RFID标签芯片，对应的，所述标签天线为RFID UHF的标签天线，在其他实施例中，所述标签天线也可以为其他波段的标签天线。
所述环形天线外半径的范围为8mm～12mm。在本实施例中，所述环形天线5外径为10mm～12mm，内径为9mm～11mm。
所述内部天线9包括主部和位于主部两侧且与主部相连的两个翼部，所述主部包括突向第一开口的第一突出结构和突向第二开口的第二突出结构，所述内部天线9以环形天线两个开口中点的连线轴对称，且所述内部天线9通过所述翼部与环形天线相连接。
在本实施例中，所述内部天线呈蝙蝠结构，其中蝙蝠结构的主部包括突向第一开口6的第一突出结构8和突向第二开口10的第二突出结构4，所述蝙蝠结构的翼部包括突向第一开口6的第三突出结构7，且所述蝙蝠结构的翼部与环形天线5相连接。
所述的第一突出结构8呈三角形结构或类三角形结构，所述类三角形即为顶角具有倒角的三角形结构，所述三角形结构或类三角形结构的顶角角度β范围为40度～60度，且向第一开口6一侧伸入长度为6mm～8mm。
所述第三突出结构7呈三角形结构或类三角形结构，所述三角形结构或类三角形结构的顶角角度α范围为20度～40度，向第一开口6一侧伸入的长度为3mm～6mm。
在本实施例中，一个翼部包括一个第三突出结构7，在其他实施例中，一个翼部还可以包括至少两个第三突出结构。
在所述内部天线9和环形天线5之间且位于第一开口6一侧具有第一空隙结构2，通过调节所述内部天线9中的第一突出结构8、第三突出结构7的角度、伸入长度、数量和，使得所述天线在近场区能够得到更高的感应电压，有利于能量耦合，从而提高阅读距离及环境适应能力。
在本实施例中，所述翼部与环形天线5相连接的位置呈月牙状结构3，使得所述靠近第二开口10的环形天线5形成第一夹角，所述第一夹角θ的范围为5度～25度。在其他实施例中，所述靠近第二开口的环形天线也可以为圆环形结构。
在本实施例中，所述第二开口10的开口距离范围为3mm～7mm。在其他实施例中，所述第二开口的开口距离也可以为其他值。
在本实施例中，所述第二突出结构4的顶角具有梯形内凹结构，所述梯形内凹结构的面积范围为1mm2～3mm2，使得所述第二突出结构的顶角形成两个尖峰，且所述第二突出结构的顶部与环形天线间距的范围为1mm～4mm。在其他实施例中，所述第二突出结构为梯形结构、三角形结构、类三角形结构，所述第二突出结构的顶角具有至少一个梯形或三角形内凹结构，使得所述第二突出结构的顶角形成至少两个尖峰。
所述第二突出结构4与靠近第二开口10的环形天线5共同组成所述RFID超高频电子标签近场天线的阻抗匹配结构。通过调节靠近第二开口10的环形结构5的顶部角度范围、间距范围，第二突出结构顶角的凹槽面积，第二突出结构顶角与环形天线5的间距，使得所述RFID超高频电子标签近场天线的输出阻抗与标签芯片的阻抗共轭匹配，能够大大降低工作时因反射消耗的能量，从而增加阅读距离，提高了阅读性能。
且所述RFID超高频电子标签近场天线镜像对称，该对称结构使得所述天线在各个方向上都具有较良好的读取性能，大大减少了盲区。
请参考图2，为本发明实施例的标签天线的回波损耗仿真图，其中横坐标为频率，纵坐标为回波损耗。在本实施例中所述标签天线工作频率为900MHz，符合我国的超高频频段标准；回波损耗为-0.397dB，也优于目前所用的近场天线。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种RFID超高频电子标签近场天线，其特征在于，包括环形天线和位于环形天线内部的内部天线，所述环形天线具有位置对称的第一开口和第二开口，且其中的第一开口用于安装RFID芯片，所述内部天线包括主部和位于主部两侧且与主部相连的两个翼部，所述主部包括突向第一开口的第一突出结构和突向第二开口的第二突出结构，所述内部天线以环形天线两个开口中点的连线轴对称，且所述内部天线通过所述翼部与环形天线相连接。
2.根据权利要求1所述的RFID超高频电子标签近场天线，其特征在于，所述内部天线呈蝙蝠结构，其中蝙蝠结构的主部包括突向第一开口的第一突出结构和突向第二开口的第二突出结构，所述蝙蝠结构的翼部包括突向第一开口的第三突出结构。
3.根据权利要求2所述的RFID超高频电子标签近场天线，其特征在于，所述第二突出结构的顶角具有梯形或三角形内凹结构，使得所述第二突出结构的顶角形成至少两个尖峰。
4.根据权利要求2所述的RFID超高频电子标签近场天线，其特征在于，所述一个翼部包括至少一个第三突出结构。
5.根据权利要求2所述的RFID超高频电子标签近场天线，其特征在于，所述第三突出结构呈三角形结构或类三角形结构，顶角角度范围为20度～40度，向第一开口一侧伸入的长度为3mm～6mm。
6.根据权利要求2所述的RFID超高频电子标签近场天线，其特征在于，所述的第一突出结构呈三角形结构或类三角形结构，顶角角度范围为40度～60度，向第一开口一侧伸入长度为6mm～8mm。
7.根据权利要求2所述的RFID超高频电子标签近场天线，其特征在于，所述第二突出结构的顶部与环形天线间距的范围为1mm～4mm。
8.根据权利要求1所述的RFID超高频电子标签近场天线，其特征在于，所述环形天线外半径的范围为8mm～12mm。
9.根据权利要求1所述的RFID超高频电子标签近场天线，其特征在于，所述第二开口的开口距离范围为3mm～7mm。
10.根据权利要求1所述的RFID超高频电子标签近场天线，其特征在于，所述翼部与环形天线相连接的位置呈月牙状结构。
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