CN104485508A - 复数阻抗rfid领结形印刷天线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复数阻抗RFID领结形印刷天线，包括介质基板（1），以及印刷于介质基板上表面的领结形天线臂（2）和馈电环路（3），所述领结形天线臂（2）由两个相对的等腰梯形贴片（21）构成，所述馈电环路（3）为矩形，所述馈电环路长边（31）的中心蚀刻有一个矩形槽孔（32），所述领结形天线臂（2）与所述馈电环路（3）连接。本发明可以实现天线的复数输入阻抗，可以直接与RFID芯片连接，无需额外的匹配电路，具有结构简单、易于集成批量加工等特点，同时本发明为单层平面结构，易于共形，可广泛应用于UHF频段的RFID应用。

Description

复数阻抗RFID领结形印刷天线

技术领域

本发明涉及一种RFID天线，具体涉及一种复数阻抗RFID领结形印刷天线。

背景技术

射频识别（RFID）技术是从八十年代起逐步走向成熟的一种自动识别技术。射频识别是无线电识别的简称，即通过无线电波进行识别。RFID技术源于无线电通信技术，综合了现代计算机智能控制、智能识别、Internet/Intranet等高新技术，顺应了计算机集成制造系统、电子商务等热点应用的发展需要。RFID应用电磁场谱频，以非接触、无视觉、高可靠的方式传递特定识别信息。由于大规模集成电路技术的日益成熟，使得射频识别系统的体积大大减小，从而进入了实用化阶段。与早期或同期的接触式识别技术不同，RFID系统的应答器与读写器之间无需接触就可完成识别与数据交换，因而它可在更广泛的场合中使用。射频识别技术具有无接触、工作距离大、精度高、信息收集处理快捷及较好的环境适应性等一系列优点，极大地加速了有关信息的收集和处理。

近年来，随着RFID芯片成本的不断降低，RFID技术已经成功地用于物流仓储、工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理、畜牧管理等众多领域。实践证明，RFID技术的应用可以大幅度提高仓储运作与管理的工作效率，大幅度减少了现有模式中查找货位信息的时间，提高了查询和盘点的精度，大大加快出入库单的流转速度，增强了处理能力。同时系统的实现还能够减少人力资源的浪费，提高人员的利用率，减少不必要的消耗，表现出诱人的前景。

RFID作为一种新兴无线通信技术，还有许多问题亟待研究。其中一个重要问题就是RFID天线的设计。通常，RFID芯片的输入阻抗为复数，而非传统的50欧姆。传统RFID 天线设计中，通常需要额外的匹配电路将芯片的输入阻抗转换至50欧姆，这增加了天线的尺寸和复杂性，同时，额外的匹配电路也增加了天线的损耗，降低了RFID工作的距离。因此，非常有必要设计具有复数阻抗的RFID天线，以便直接与RFID芯片相连接，简化天线结构，实现RFID系统的小型化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复数阻抗RFID领结形印刷天线，其针对具有复数输入阻抗的RFID芯片而设计，可根据设计要求调整输入阻抗以满足不同RFID频段和不同的RFID芯片的要求。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种复数阻抗RFID领结形印刷天线，包括介质基板，以及印刷于介质基板上表面的领结形天线臂和馈电环路，所述领结形天线臂由两个相对的等腰梯形贴片构成，所述馈电环路为矩形，所述馈电环路长边的中心蚀刻有一个矩形槽孔，所述领结形天线臂与所述馈电环路连接。

进一步，本发明的一种复数阻抗RFID领结形印刷天线，所述馈电环路的大小可以控制天线输入阻抗中的虚部。

进一步，本发明的一种复数阻抗RFID领结形印刷天线，所述馈电环路长边中心的矩形槽孔用于与RFID芯片连接。

进一步，本发明的一种复数阻抗RFID领结形印刷天线，所述领结形天线臂与所述馈电环路位于同一平面内。

进一步，本发明的一种复数阻抗RFID领结形印刷天线，天线的输入阻抗为复数。

进一步，本发明的一种复数阻抗RFID领结形印刷天线，所述介质基板采用单面PCB工艺，材料及厚度对天线性能影响小。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

本发明基于简单的领结形天线结构，给出了一种实现天线复数阻抗的设计，该设计结构简单，灵活方便。

本发明通过调节馈电环路的大小可以改变天线输入阻抗中的虚部，从而满足不同类型RFID芯片阻抗匹配的要求。

本发明采用单层平面结构，便于进一步减低成本，易于共形设计。

附图说明

图1 为本发明复数阻抗RFID领结形印刷天线的示意图。

图2 为本发明天线的馈电环路尺寸变化对输入阻抗实部的影响示意图。

图3 为本发明天线的馈电环路尺寸变化对输入阻抗虚部的影响示意图。

图4 为本发明天线的输入阻抗参数图。

图5 为本发明天线的S11参数图。

图中标号说明：1 介质基板、2 领结形天线臂、21 等腰梯形贴片、3 馈电环路、31 馈电环路长边、32 矩形槽孔、33 馈电环路短边。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行进一步的说明。

图1为本发明复数阻抗RFID领结形印刷天线的示意图。本实施例以实现900MHz时输入阻抗为30+j*320欧姆的天线为例进行说明。本实施例为一种复数阻抗RFID领结形印刷天线，包括介质基板1，以及印刷于介质基板上表面的领结形天线臂2和馈电环路3。所述领结形天线臂2由两个相对的等腰梯形贴片21构成，所述馈电环路3为矩形，所述馈电环路长边31的中心蚀刻有一个矩形槽孔32，所述领结形天线臂2与所述馈电环路3连接。

该实施例中，通过调整所述馈电环路3的大小可以控制天线输入阻抗中的虚部。馈电环路3的大小可以根据天线输入阻抗的设计目标来确定。不同大小的馈电环路3会产生不同的输入阻抗的虚部，通过优化馈电环路3的大小，可以产生与RFID芯片阻抗共轭的复数阻抗，从而实现理想的共轭匹配，减小天线输入端的反射。

参看图2和图3所示的天线馈电环路尺寸变化对天线输入阻抗实部和虚部的影响，图中L表示馈电环路短边33的长度。当长度L从4.4mm开始逐渐增大时，天线输入阻抗的虚部有较为明显的增加，而输入阻抗的实部变化较小。结果表明，改变长度L，可以调整天线输入阻抗的虚部。

本实施例中所述馈电环路长边31中心的矩形槽孔32用于与RFID芯片SL900A连接。图4所示为本实施例的输入阻抗参数图。从图中可以看出，本实施例在900MHz时的输入阻抗为复数，输入阻抗的值为30+j*320欧姆，与RFID芯片SL900A的输入阻抗互为共轭，达到了良好的匹配，天线反射小，如图5本实施例的S11参数图所示。

此外，本实施例中所述领结形天线臂2与所述馈电环路3位于同一平面内。介质基板1仅起支撑作用，介质基板1的材料与天线的特性无关，因此，可以采用廉价的FR4材料，有效地降低天线的成本；同时，由于天线的单层平面结构，便于进一步减低成本，易于进行共形设计。

Claims (6)

1.一种复数阻抗RFID领结形印刷天线，包括介质基板（1），以及印刷于介质基板上表面的领结形天线臂（2）和馈电环路（3），其特征在于：所述领结形天线臂（2）由两个相对的等腰梯形贴片（21）构成，所述馈电环路（3）为矩形，所述馈电环路长边（31）的中心蚀刻有一个矩形槽孔（32），所述领结形天线臂（2）与所述馈电环路（3）连接。

2.一种如权利要求1所述的复数阻抗RFID领结形印刷天线，其特征在于：所述馈电环路（3）的大小可以控制天线输入阻抗中的虚部。

3.一种如权利要求1所述的复数阻抗RFID领结形印刷天线，其特征在于：所述馈电环路长边（31）中心的矩形槽孔（32）用于与RFID芯片连接。

4.一种如权利要求1所述的复数阻抗RFID领结形印刷天线，其特征在于：所述领结形天线臂（2）与所述馈电环路（3）位于同一平面内。

5.一种如权利要求1所述的复数阻抗RFID领结形印刷天线，其特征在于：天线的输入阻抗为复数。

6.一种如权利要求1所述的复数阻抗RFID领结形印刷天线，其特征在于：所述介质基板（1）采用单面PCB工艺，材料及厚度对天线性能影响小。