CN106486739A - 一种基于同轴矩形环的双极化无芯片rfid标签天线 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于同轴矩形环的双极化无芯片RFID标签天线，用于无芯片标签系统中对物品进行编码，包括介质基板、X极化谐振器和Y极化谐振器。X极化谐振器为4个同轴矩形环组成。Y极化谐振器为X极化谐振器沿着顺时针方向旋转90°所得。所述X极化谐振器和Y极化谐振器印制在介质基板上，X极化谐振器和Y极化谐振器在同一水平面上呈对角线分布。本发明公开的RFID标签天线是磁性天线，对粘附的不同介质基板不敏感。同时本发明公开的RFID标签天线也是双极化天线，天线在相同频段范围内可以被重复用来编码，增大了天线的编码容量。
Description
技术领域
本发明涉及无芯片标签天线领域，具体涉及一种基于同轴矩形环的双极化化无芯片RFID标签天线。
背景技术
根据无芯片标签天线的工作机理和方式不同，无芯片标签编码方式大致可以分为基于时域，频域和相位的编码技术。基于时域的编码技术是指在时域范围内，通过接收在不同延时时刻的传输信号来编码，由于信号随着传输衰减不断增大，所以时域编码的编码位数很少；相位编码技术是指通过测定传输信号的不同相位来编码，基于这种方式的编码位数也很受限制；频域编码技术是指在频域范围内通过一系列谐振器是否产生谐振来编码。编码容量随着谐振器的增多而增大。但是大多数基于频域编码的标签天线每需要多一位编码就会增加一个谐振器，因此在很大程度上增大了天线的尺寸，不利于天线小型化。
无芯片标签相比传统的有芯片标签在物品识别，追踪等方面具有造价低，能被阅读器快速识别等优点，因此具有被广泛使用的潜在价值。编码技术是在无芯片标签天线中应用的编码方式，通过对不同的信号编码‘0’或‘1’，用不同的组合方式代表不同的信息，以此来记录编码商品的信息。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中的上述缺陷，提供一种基于同轴矩形环的双极化无芯片RFID标签天线。
本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：
一种基于同轴矩形环的双极化无芯片RFID标签天线，用于无芯片标签系统中对物品进行编码，所述天线包括：介质基板、X极化谐振器和Y极化谐振器，所述X极化谐振器和所述Y极化谐振器印制在所述介质基板的同一面上，所述X极化谐振器和所述Y极化谐振器在同一水平面上呈对角线分布；
所述X极化谐振器和所述Y极化谐振器均由若干个同轴环组成，所述X极化谐振器和所述Y极化谐振器结构形状相同，所述X极化谐振器和所述Y极化谐振器相差90°旋转角。
进一步地，所述X极化谐振器和所述Y极化谐振器均由若干个同轴矩形环组成。
进一步地，所述X极化谐振器和所述Y极化谐振器的若干个同轴矩形环中每两个相邻的矩形环均由上下两个短接线分别将上面两边和下面两边连接在一起，上短接线均位于边长的中点，下短接线呈离散分布。
进一步地，所述X极化谐振器和所述Y极化谐振器由4个同轴矩形环组成，每个矩形环宽度均为0.2mm，每两个矩形环之间的间隔均为0.2mm，最外层的矩形环长宽l和w分别为7.2mm、6.6mm。
进一步地，所述短接线的长和宽均为0.2mm
进一步地，所述下短接线从内到外距离边长中点的距离分别是0.5mm、0.4mm、0.3mm。
进一步地，所述X极化谐振器的最外层同轴矩形环的左上角顶点与所述Y极化谐振器的最外层同轴矩形环的右下角顶点在X,Y方向坐标轴上的距离l1和w1分别为13.8mm和15.4mm。
进一步地，所述天线的激励为平面入射波激励。
进一步地，所述介质基板材料采用Teflon，介电常数为2.55，损耗角正切为0.0014，厚度为0.5mm。
进一步地，所述X极化谐振器负责X方向谐振，当入射波为X极化波时产生谐振。
进一步地，所述Y极化谐振器负责Y方向谐振，当入射波为Y极化波时产生谐振。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
(1)本发明公开的一种基于同轴矩形环的双极化无芯片RFID标签天线，采用连接的矩形环结构，使每两个环能产生两个谐振，增大了天线的编码容量，并且天线是磁性的，从而使天线对粘附的不同介质基板不敏感，将天线放置在不同的物品上时，自身性能基本不会改变。
(2)本发明公开的一种基于同轴矩形环的双极化无芯片RFID标签天线中矩形环之间的间隔很小，从而减小了天线的尺寸。
(3)本发明公开的一种基于同轴矩形环的双极化无芯片RFID标签天线中X极化谐振器和Y极化谐振器工作于同一段频带，使一段频带能两次被用来编码，编码容量提高了一倍。
附图说明
图1是本发明公开的一种基于同轴矩形环的双极化无芯片RFID标签天线的结构图；
图2是图1中的X极化谐振器；
图3是图1中的Y极化谐振器；
图4是图2中的X极化谐振器的基本结构单元；
图5是本发明公开的一种基于同轴矩形环的双极化无芯片RFID标签天线的RCS曲线图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
本实施例公开了一种基于同轴矩形环的双极化无芯片RFID标签天线，用于无线射频识别系统中无芯片标签天线，包括介质基板，X极化谐振器和Y极化谐振器。所述X极化谐振器和Y极化谐振器印制在所述介质基板同一面上。
所述X极化谐振器由4个同轴矩形环形成，每两个相邻的矩形环由上下两个短接线分别将上面两边和下面两边连接在一起。短接线的长和宽均为0.2mm。
所述Y极化谐振器由X极化谐振器沿顺时针方向旋转90度所得。
所述介质基板材料采用Teflon(特氟龙，tm)，介电常数为2.55，损耗角正切为0.0014，厚度为0.5mm。
本发明工作频率在10.5吉赫兹，较MHz频率，谐振线长度减小，天线尺寸减小，每两个相邻矩形环间的耦合增大。
如图1所示，本实施例中，X极化谐振器与Y极化谐振器在同一水平面上呈对角分布。X极化谐振器最外层同轴矩形环的左上角顶点与所述Y极化谐振器的最外层同轴矩形环的右下角顶点在X，Y方向坐标轴上的距离l1和w1分别是13.8mm和15.4mm。
图2中X极化谐振器最外层环的长宽l和w分别是7.2mm，6.6mm。矩形环的宽度均为0.2mm。每相邻两个矩形环间的间隔均为0.2mm。l表示矩形环长度，即7.2mm，W表示矩形环宽度,即6.6mm；q表示环宽度，即0.2mm；g表示矩形环之间的缝隙宽度，即0.2mm。
以上述尺寸制作的基于同轴矩形环的双极化无芯片RFID标签天线仿真结果如图5所示。在平面入射波的激励下，天线的RCS曲线图与编码‘X–011 011 011+Y–011 011 011’，完全符合，证明本发明用来编码是完全适用并且结果准确的。
本发明将每两个相邻矩形环用短接线连接，使矩形环个数n与能产生的谐振点个数m满足公式：m＝2(n-1)，从而大幅度的提高了天线的编码容量，同时连接的短接线改变了矩形环的电流流向，使每个谐振器电流呈一个波长的环形分布，使天线变成磁性天线，从而具有对粘附的不同介质基板不敏感的特性。
本发明采用X，Y极化的双极化结构，使天线能在相同的频段范围内被重复利用，编码容量提高一倍。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于同轴矩形环的双极化无芯片RFID标签天线，用于无芯片标签系统中对物品进行编码，其特征在于，
所述天线包括：介质基板、X极化谐振器和Y极化谐振器，所述X极化谐振器和所述Y极化谐振器印制在所述介质基板的同一面上，所述X极化谐振器和所述Y极化谐振器在同一水平面上呈对角线分布；
所述X极化谐振器和所述Y极化谐振器均由若干个同轴环组成，所述X极化谐振器和所述Y极化谐振器结构形状相同，所述X极化谐振器和所述Y极化谐振器相差90°旋转角。
2.根据权利要求1所述的一种基于同轴矩形环的双极化无芯片RFID标签天线，其特征在于，
所述X极化谐振器和所述Y极化谐振器均由若干个同轴矩形环组成。
3.根据权利要求2所述的一种基于同轴矩形环的双极化无芯片RFID标签天线，其特征在于，
所述X极化谐振器和所述Y极化谐振器的若干个同轴矩形环中每两个相邻的矩形环均由上下两个短接线分别将上面两边和下面两边连接在一起，上短接线均位于边长的中点，下短接线呈离散分布。
4.根据权利要求3所述的一种基于同轴矩形环的双极化无芯片RFID标签天线，其特征在于，
所述X极化谐振器和所述Y极化谐振器均由4个同轴矩形环组成，每个矩形环宽度均为0.2mm，每两个矩形环之间的间隔均为0.2mm，最外层的矩形环长宽l和w分别为7.2mm、6.6mm。
5.根据权利要求3所述的一种基于同轴矩形环的双极化无芯片RFID标签天线，其特征在于，
所述短接线的长和宽均为0.2mm。
6.根据权利要求4所述的一种基于同轴矩形环的双极化无芯片RFID标签天线，其特征在于，
所述下短接线从内到外距离边长中点的距离分别是0.5mm、0.4mm、0.3mm。
7.根据权利要求2所述的一种基于同轴矩形环的双极化无芯片RFID标签天线，其特征在于，
所述X极化谐振器的最外层矩形环的左上角顶点与所述Y极化谐振器的最外层矩形环的右下角顶点在X,Y方向坐标轴上的距离l1和w1分别为13.8mm和15.4mm。
8.根据权利要求1至6任一所述的一种基于同轴矩形环的双极化无芯片RFID标签天线，其特征在于，
所述天线的激励为平面入射波激励。
9.根据权利要求1至6任一所述的一种基于同轴矩形环的双极化无芯片RFID标签天线，其特征在于，
所述介质基板材料采用Teflon，介电常数为2.55，损耗角正切为0.0014，厚度为0.5mm。
10.根据权利要求1至6任一所述的一种基于同轴矩形环的双极化无芯片RFID标签天线，其特征在于，
所述X极化谐振器用于X方向谐振，当入射波为X极化波时产生谐振；
所述Y极化谐振器用于Y方向谐振，当入射波为Y极化波时产生谐振。
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