CN111428844A - 一种可应用于密集分布环境下的rfid标签 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可应用于密集分布环境下的RFID标签，包括介质基板、射频芯片第一辐射单元、第二辐射单元、第一阻抗匹配单元和第二阻抗匹配单元，第一辐射单元和第二辐射单元为左右对称结构，第一阻抗匹配单元和第二阻抗匹配单元为左右对称结构，第一辐射单元包括第一金属微带线、第二金属微带线、第三金属微带线、第四金属微带线、第五金属微带线、第六金属微带线和第七金属微带线，第一阻抗匹配单元包括第八金属微带线、第九金属微带线和第十金属微带线；优点是可应用于密集分布环境下的RFID标签，在应用于密集分布环境下时仍具有较高的辐射效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种RFID标签，尤其是涉及一种可应用于密集分布环境下的RFID标签。
背景技术
传统RFID技术在某种意义上可以被认为是一种基于标签的、用于识别目标的传感器技术。随着RFID技术的飞速发展，其应用领域越来越广泛，当前已在物联网与智慧城市建设中发挥了重要的作用。
射频识别系统(RFID)是一种短距离无线通信系统，主要由读写器、标签和数据处理系统三部分组成。读写器发出执行指令给标签，标签被激活工作，反射出存储有标签信息的射频电波给读写器，读写器接收该射频电波并后将该射频电波发送给数据处理系统，数据处理系统进行数据处理实现标签信息识别。标签设计是整个射频识别系统设计的关键所在，标签的结构和经济成本问题一直制约着射频识别技术的发展。
射频识别系统可以按照不同方式进行不同的分类。根据设计原理的不同，射频识别系统可以分为电感耦合式射频识别系统和电磁反向散射式射频识别系统；根据工作频率的不同，射频识别系统可以分为低频(125KHz、134.2KHz)射频识别系统、高频(13.56MHz)射频识别系统、超高频(433MHz,860-960MHz)射频识别系统和微波(2.45GHz、5.8GHz)射频识别系统；根据标签工作方式的不同，又能分为被动式射频识别系统、半主动式射频识别系统及主动式射频识别系统。
RFID标签的辐射效率是影响其读取率的重要因素，现有的RFID标签辐射效率一般较低。例如，期刊IEEE TRANSACTIONS ON ANTENNAS AND PROPAGATION中公开了名称为Planar Compact Square-Ring Tag Antenna With Circular Polarization for UHFRFID Applications的文献，该文献中公开了的RFID标签的辐射效率仅为64％-82％，且其整体尺寸较大，为54mm×54mm。当RFID标签用于物品管理时，各RFID标签之间的距离会很近，处于密集分布环境下，也就是说各RFID标签处于彼此的近场辐射区，此时各RFID标签不可避免会由于各自磁场间互相耦合而产生相互干扰，以致很多RFID标签的辐射效率进一步下降，最终导致不能被识别。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可应用于密集分布环境下的RFID标签，该RFID标签在应用于密集分布环境下时仍具有较高的辐射效率。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种可应用于密集分布环境下的RFID标签，包括介质基板和射频芯片，所述的介质基板为长方形结构且具有长边和短边，还包括第一辐射单元、第二辐射单元、第一阻抗匹配单元和第二阻抗匹配单元，将所述的介质基板的长边方向作为左右方向，短边方向作为前后方向，将使所述的介质基板左右对称的平面称为对称平面，所述的第一辐射单元位于所述的对称平面的左侧，所述的第二辐射单元位于所述的对称平面的右侧，所述的第一辐射单元和所述的第二辐射单元相对于所述的对称平面为左右对称结构，所述的第一阻抗匹配单元位于所述的对称平面的左侧，所述的第二阻抗匹配单元位于所述的对称平面的右侧，所述的第一阻抗匹配单元和所述的第二阻抗匹配单元相对于所述的对称平面为左右对称结构；所述的第一辐射单元包括第一金属微带线、第二金属微带线、第三金属微带线、第四金属微带线、第五金属微带线、第六金属微带线和第七金属微带线，所述的第一金属微带线、所述的第二金属微带线、所述的第三金属微带线、所述的第四金属微带线、所述的第五金属微带线、所述的第六金属微带线和所述的第七金属微带线均附着在所述的介质基板的上表面上；所述的第一金属微带线为直角梯形状，所述的第一金属微带线的前端面所在平面与所述的介质基板的前端面所在平面之间具有一段距离，所述的第一金属微带线的前端面所在平面与所述的介质基板的前端面所在平面平行，所述的第一金属微带线的左端面所在平面、所述的第一金属微带线的右端面所在平面分别与所述的介质基板的左端面所在平面平行，所述的第一金属微带线的右端面所在平面与所述的对称平面之间具有一段距离，所述的第一金属微带线的左端面沿前后方向的长度大于所述的第一金属微带线的右端面沿前后方向的长度，所述的第一金属微带线的右端面所在平面与所述的第一金属微带线的左端面所在平面之间的距离小于所述的第一金属微带线的右端面沿前后方向的长度。所述的第二金属微带线为矩形状，所述的第二金属微带线位于所述的第一金属微带线的左侧，所述的第二金属微带线的前端面与所述的第一金属微带线的前端面位于同一平面，所述的第二金属微带线的右端面与所述的第一金属微带线的左端面贴合连接，所述的第二金属微带线的右端面所在平面与所述的第二金属微带线的左端面所在平面之间的距离大于所述的第一金属微带线的左端面沿前后方向的长度，所述的第二金属微带线的前端面所在平面与所述的第二金属微带线的后端面所在平面之间的距离小于所述的第一金属微带线右端面所在平面与所述的第一金属微带线的左端面所在平面之间的距离。所述的第三金属微带线为矩形状，所述的第三金属微带线位于所述的第二金属微带线的左侧，所述的第三金属微带线的前端面与所述的第二金属微带线的前端面位于同一平面，所述的第三金属微带线的右端面与所述的第二金属微带线的左端面贴合连接，所述的第三金属微带线的左端面所在平面与所述的介质基板的左端面所在平面之间具有一段距离，所述的第三金属微带线的后端面所在平面与所述的介质基板的后端面所在平面之间具有一段距离,所述的第四金属微带线为矩形状，所述的第四金属微带线的后端面与所述的第三金属微带线的后端面位于同一平面，所述的第四金属微带线的左端面与所述的第三金属微带线的右端面贴合连接，所述的第四金属微带线的右端面所在平面与所述的第四金属微带线的左端面所在平面之间的距离小于所述的第二金属微带线的右端面所在平面与所述的第二金属微带线的左端面所在平面之间的距离，所述的第四金属微带线的前端面所在平面与所述的第四金属微带线的后端面所在平面之间的距离等于所述的第二金属微带线的前端面所在平面与所述的第二金属微带线的后端面所在平面之间的距离，所述的第五金属微带线为梯形状，所述的第五金属微带线位于所述的第四金属微带线的前侧，所述的第五金属微带线的左端面所在平面、所述的第五金属微带线的右端面所在平面均与所述的介质基板的左端面所在平面平行，所述的第五金属微带线的右端面与所述的第一金属微带线的左端面贴合连接，所述的第五金属微带线的后端面与所述的第一金属微带线的后端面位于同一平面，所述的第五金属微带线的前端面与所述的第一金属微带线的左端面之间的夹角为钝角，所述的第五金属微带线的右端面沿前后方向的长度大于所述的第五金属微带线的左端面沿前后方向的长度，所述的第六金属微带线为直角梯形状，所述的第六金属微带线的前端面所在平面与所述的介质基板的前端面所在平面平行，所述的第六金属微带线的前端面所在平面与所述的第二金属微带线的后端面所在平面之间具有一段距离，所述的第六金属微带线的左端面所在平面、所述的第六金属微带线的右端面所在平面分别与所述的介质基板的左端面所在平面平行，所述的第六金属微带线的后端面与所述的第五金属微带线的后端面位于同一平面，所述的第六金属微带线的右端面与所述的第五金属微带线的左端面贴合连接，所述的第六金属微带线的左端面所在平面与所述的第三金属微带线的右端面所在平面之间具有一段距离，所述的第六金属微带线的右端面所在平面与所述的第六金属微带线的左端面所在平面之间的距离等于所述的第一金属微带线的右端面所在平面与所述的第一金属微带线的左端面所在平面之间的距离，所述的第六金属微带线的左端面沿前后方向的长度大于所述的第六金属微带线的右端面沿前后方向的长度，所述的第七金属微带线为矩形状，所述的第七金属微带线位于所述的第六金属微带线的右侧，所述的第七金属微带线的前端面与所述的第六金属微带线的前端面位于同一平面，所述的第七金属微带线的左端面与所述的第六金属微带线的右端面贴合连接，所述的第七金属微带线的右端面所在平面与所述的第一金属微带线的左端面所在平面之间具有一段距离，所述的第一阻抗匹配单元包括第八金属微带线、第九金属微带线和第十金属微带线，所述的第八金属微带线、所述的第九金属微带线和所述的第十金属微带线均附着在所述的介质基板的上表面；所述的第八金属微带线为矩形状，所述的第八金属微带线位于所述的第四金属微带线的右侧，所述的第八金属微带线的后端面与所述的第四金属微带线的后端面位于同一平面，所述的第八金属微带线的前端面与所述的第四金属微带线的前端面位于同一平面，所述的第八金属微带线的左端面与所述的第四金属微带线的右端面贴合连接，所述的第八金属微带线的右端面所在平面与所述的对称平面之间具有一段距离，所述的第九金属微带线为梯形状，所述的第九金属微带线位于所述的第八金属微带线的前侧，所述的第九金属微带线的右端面所在平面与所述的对称平面重合，所述的第九金属微带线的后端面所在平面与所述的介质基板的后端面所在平面平行，所述的第九金属微带线的后端面与所述的第八金属微带线的前端面贴合连接，所述的第九金属微带线的后端面的左端与所述的第八金属微带线的左端面齐平，所述的第九金属微带线的后端面沿左右方向的长度大于所述的第九金属微带线的右端面沿前后方向的长度，所述的第九金属微带线的后端面沿左右方向的长度小于所述的第八金属微带线沿左右方向的长度，所述的第十金属微带线为矩形状，所述的第十金属微带线位于所述的第八金属微带线的右侧，所述的第十金属微带线的后端面与所述的第八金属微带线的后端面位于同一平面，所述的第十金属微带线的左端面与所述的第八金属微带线的右端面贴合连接，所述的第十金属微带线沿前后方向的长度大于所述的第八金属微带线沿前后方向的长度，所述的第十金属微带线的右端面所在平面与所述的对称平面之间具有一段距离，所述的射频芯片设置在所述的第十金属微带线和所述的第二辐射单元中与所述的第十金属微带线对称的微带线之间，所述的射频芯片分别与所述的第十金属微带线和所述的第二辐射单元中与所述的第十金属微带线对称的微带线连接。
所述的第一金属微带线、所述的第二金属微带线、所述的第三金属微带线、所述的第四金属微带线、所述的第五金属微带线、所述的第六金属微带线、所述的第七金属微带线、所述的第八金属微带线、所述的第九金属微带线和所述的第十金属微带线的材料均为金属铝，所述的第一金属微带线、所述的第二金属微带线、所述的第三金属微带线、所述的第四金属微带线、所述的第五金属微带线、所述的第六金属微带线、所述的第七金属微带线、所述的第八金属微带线、所述的第九金属微带线和所述的第十金属微带线的厚度均为0.009mm。
所述的介质基板的长边长度为50mm，所述的介质基板的短边长度为10mm，所述的第一金属微带线右端面所在平面与所述的对称平面之间的距离为2mm，所述的第一金属微带线的前端面所在平面与所述的介质基板的前端面所在平面之间的距离为0.5mm，所述的第一金属微带线右端面所在平面与所述的第一金属微带线的左端面所在平面之间的距离为1mm，所述的第一金属微带线的左端面沿前后方向的长度为4.7mm，所述的第一金属微带线的右端面沿前后方向的长度为4.5mm。所述的第二金属微带线的右端面所在平面与所述的第二金属微带线的左端面所在平面之间的距离为19mm，所述的第二金属微带线的前端面所在平面与所述的第二金属微带线的后端面所在平面之间的距离为0.5mm，所述的第三金属微带线的右端面所在平面与所述的第三金属微带线的左端面所在平面之间的距离为1mm，所述的第三金属微带线的前端面所在平面与所述的第三金属微带线的后端面所在平面之间的距离为9mm，所述的第三金属微带线的后端面所在平面与所述的介质基板的后端面所在平面之间的距离为0.5mm，所述的第四金属微带线的右端面所在平面与所述的第四金属微带线的左端面所在平面之间的距离为11mm，所述的第四金属微带线的前端面所在平面与所述的第四金属微带线的后端面所在平面之间的距离为0.5mm，所述的第五金属微带线的右端面沿前后方向的长度为0.2mm，所述的第五金属微带线的左端面沿前后方向的长度为0.55mm，所述的第六金属微带线的左端面所在平面与所述的第三金属微带线的右端面所在平面之间的距离为2mm，所述的第六金属微带线右端面所在平面与所述的第六金属微带线的左端面所在平面之间的距离为1mm，所述的第六金属微带线的左端面沿前后方向的长度为7mm，所述的第六金属微带线的右端面沿前后方向的长度为6.8mm，所述的第六金属微带线的前端面所在平面与所述的第二金属微带线的后端面所在平面之间的距离为0.5mm，所述的第七金属微带线的右端面所在平面与所述的第七金属微带线的左端面所在平面之间的距离为10mm，所述的第七金属微带线的前端面所在平面与所述的第七金属微带线的后端面所在平面之间的距离为0.5mm，所述的第八金属微带线沿左右方向的长度为10.5mm，所述的第九金属微带线的后端面沿左右方向的长度为1.5mm，所述的第九金属微带线的右端面沿前后方向的长度为0.5mm，所述的第十金属微带线沿左右方向的长度为0.42mm，所述的第十金属微带线沿前后方向的长度为1mm.
所述的介质基板的厚度为0.15mm，所述的介质基板的材料采用PET，介电常数为2.76，损耗为0.003。
与现有技术相比，本发明的优点在于通过设置第一辐射单元、第二辐射单元、第一阻抗匹配单元和第二阻抗匹配单元，第一金属微带线、第二金属微带线、第三金属微带线、第四金属微带线、第五金属微带线、第六金属微带线、第七金属微带线组成第一辐射单元，第一辐射单元和第二辐射单元左右对称共同构成射频标签的辐射电路，第一金属微带线、第二金属微带线、第三金属微带线、第四金属微带线、第五金属微带线、第六金属微带线、第七金属微带线以螺旋方式按照顺序连接，使标签的横向尺寸和纵向尺寸减小，实现标签的小型化，第八金属微带线、第九金属微带线、第十金属微带线组成第一阻抗匹配单元，第一阻抗匹配单元和第二阻抗匹配单元左右对称共同构成阻抗匹配电路，保证第一辐射单元和第二辐射单元与射频芯片之间的阻抗共轭匹配，使标签具有较高的辐射效率，高辐射效率的标签可以辐射大部分从阅读器天线接收到的电磁波，因此，相较于低辐射效率的标签，高辐射效率的标签在应用于密集分布环境时更能容易被读取到，对本发明进行仿真得到，本发明的RFID标签S11在911MHz达到-27.7dB，表明RFID标签与射频芯片的阻抗匹配良好，RFID标签的辐射方向的为全向辐射，圆度<±1dB，较好的圆度可以保证标签在密集分布环境下辐射方向更均匀从而容易被读取，标签的辐射效率在860MHz～940MHz频段内保持在90％以上，最大辐射增益为1.97dBi，由此本发明的RFID标签尺寸小的同时辐射效率高，可应用于密集分布环境下的RFID标签，在应用于密集分布环境下时仍具有较高的辐射效率。
附图说明
图1为本发明的可应用于密集分布环境下的RFID标签的结构示意图；
图2为本发明的可应用于密集分布环境下的RFID标签的仿真S11图；
图3为本发明的可应用于密集分布环境下的RFID标签的在911MHz的辐射增益仿真图；
图4为本发明的可应用于密集分布环境下的RFID标签的在不同频率下的辐射效率仿真图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例：如图1所示，一种可应用于密集分布环境下的RFID标签，包括介质基板1和射频芯片，介质基板1为长方形结构且具有长边和短边，还包括第一辐射单元2、第二辐射单元3、第一阻抗匹配单元4和第二阻抗匹配单元5，将介质基板1的长边方向作为左右方向，短边方向作为前后方向，将使介质基板1左右对称的平面称为对称平面，第一辐射单元2位于对称平面的左侧，第二辐射单元3位于对称平面的右侧，第一辐射单元2和第二辐射单元3相对于对称平面为左右对称结构，第一阻抗匹配单元4位于对称平面的左侧，第二阻抗匹配单元5位于对称平面的右侧，第一阻抗匹配单元4和第二阻抗匹配单元5相对于对称平面为左右对称结构；第一辐射单元2包括第一金属微带线6、第二金属微带线7、第三金属微带线8、第四金属微带线9、第五金属微带线10、第六金属微带线11和第七金属微带线12，第一金属微带线6、第二金属微带线7、第三金属微带线8、第四金属微带线9、第五金属微带线10、第六金属微带线11和第七金属微带线12均附着在介质基板1的上表面上；第一金属微带线6为直角梯形状，第一金属微带线6的前端面所在平面与介质基板1的前端面所在平面之间具有一段距离，第一金属微带线6的前端面所在平面与介质基板1的前端面所在平面平行，第一金属微带线6的左端面所在平面、第一金属微带线6的右端面所在平面分别与介质基板1的左端面所在平面平行，第一金属微带线6的右端面所在平面与对称平面之间具有一段距离，第一金属微带线6的左端面沿前后方向的长度大于第一金属微带线6的右端面沿前后方向的长度，第一金属微带线6的右端面所在平面与第一金属微带线6的左端面所在平面之间的距离小于第一金属微带线6的右端面沿前后方向的长度。第二金属微带线7为矩形状，第二金属微带线7位于第一金属微带线6的左侧，第二金属微带线7的前端面与第一金属微带线6的前端面位于同一平面，第二金属微带线7的右端面与第一金属微带线6的左端面贴合连接，第二金属微带线7的右端面所在平面与第二金属微带线7的左端面所在平面之间的距离大于第一金属微带线6的左端面沿前后方向的长度，第二金属微带线7的前端面所在平面与第二金属微带线7的后端面所在平面之间的距离小于第一金属微带线6右端面所在平面与第一金属微带线6的左端面所在平面之间的距离。第三金属微带线8为矩形状，第三金属微带线8位于第二金属微带线7的左侧，第三金属微带线8的前端面与第二金属微带线7的前端面位于同一平面，第三金属微带线8的右端面与第二金属微带线7的左端面贴合连接，第三金属微带线8的左端面所在平面与介质基板1的左端面所在平面之间具有一段距离，第三金属微带线8的后端面所在平面与介质基板1的后端面所在平面之间具有一段距离,第四金属微带线9为矩形状，第四金属微带线9的后端面与第三金属微带线8的后端面位于同一平面，第四金属微带线9的左端面与第三金属微带线8的右端面贴合连接，第四金属微带线9的右端面所在平面与第四金属微带线9的左端面所在平面之间的距离小于第二金属微带线7的右端面所在平面与第二金属微带线7的左端面所在平面之间的距离，第四金属微带线9的前端面所在平面与第四金属微带线9的后端面所在平面之间的距离等于第二金属微带线7的前端面所在平面与第二金属微带线7的后端面所在平面之间的距离，第五金属微带线10为梯形状，第五金属微带线10位于第四金属微带线9的前侧，第五金属微带线10的左端面所在平面、第五金属微带线10的右端面所在平面均与介质基板1的左端面所在平面平行，第五金属微带线10的右端面与第一金属微带线6的左端面贴合连接，第五金属微带线10的后端面与第一金属微带线6的后端面位于同一平面，第五金属微带线10的前端面与第一金属微带线6的左端面之间的夹角为钝角，第五金属微带线10的右端面沿前后方向的长度大于第五金属微带线10的左端面沿前后方向的长度，第六金属微带线11为直角梯形状，第六金属微带线11的前端面所在平面与介质基板1的前端面所在平面平行，第六金属微带线11的前端面所在平面与第二金属微带线7的后端面所在平面之间具有一段距离，第六金属微带线11的左端面所在平面、第六金属微带线11的右端面所在平面分别与介质基板1的左端面所在平面平行，第六金属微带线11的后端面与第五金属微带线10的后端面位于同一平面，第六金属微带线11的右端面与第五金属微带线10的左端面贴合连接，第六金属微带线11的左端面所在平面与第三金属微带线8的右端面所在平面之间具有一段距离，第六金属微带线11的右端面所在平面与第六金属微带线11的左端面所在平面之间的距离等于第一金属微带线6的右端面所在平面与第一金属微带线6的左端面所在平面之间的距离，第六金属微带线11的左端面沿前后方向的长度大于第六金属微带线11的右端面沿前后方向的长度，第七金属微带线12为矩形状，第七金属微带线12位于第六金属微带线11的右侧，第七金属微带线12的前端面与第六金属微带线11的前端面位于同一平面，第七金属微带线12的左端面与第六金属微带线11的右端面贴合连接，第七金属微带线12的右端面所在平面与第一金属微带线6的左端面所在平面之间具有一段距离，第一阻抗匹配单元4包括第八金属微带线13、第九金属微带线14和第十金属微带线15，第八金属微带线13、第九金属微带线14和第十金属微带线15均附着在介质基板1的上表面；第八金属微带线13为矩形状，第八金属微带线13位于第四金属微带线9的右侧，第八金属微带线13的后端面与第四金属微带线9的后端面位于同一平面，第八金属微带线13的前端面与第四金属微带线9的前端面位于同一平面，第八金属微带线13的左端面与第四金属微带线9的右端面贴合连接，第八金属微带线13的右端面所在平面与对称平面之间具有一段距离，第九金属微带线14为梯形状，第九金属微带线14位于第八金属微带线13的前侧，第九金属微带线14的右端面所在平面与对称平面重合，第九金属微带线14的后端面所在平面与介质基板1的后端面所在平面平行，第九金属微带线14的后端面与第八金属微带线13的前端面贴合连接，第九金属微带线14的后端面的左端与第八金属微带线13的左端面齐平，第九金属微带线14的后端面沿左右方向的长度大于第九金属微带线14的右端面沿前后方向的长度，第九金属微带线14的后端面沿左右方向的长度小于第八金属微带线13沿左右方向的长度，第十金属微带线15为矩形状，第十金属微带线15位于第八金属微带线13的右侧，第十金属微带线15的后端面与第八金属微带线13的后端面位于同一平面，第十金属微带线15的左端面与第八金属微带线13的右端面贴合连接，第十金属微带线15沿前后方向的长度大于第八金属微带线13沿前后方向的长度，第十金属微带线15的右端面所在平面与对称平面之间具有一段距离，射频芯片设置在第十金属微带线15和第二辐射单元3中与第十金属微带线15对称的微带线之间，射频芯片分别与第十金属微带线15和第二辐射单元3中与第十金属微带线15对称的微带线连接。
本实施例中，第一金属微带线6、第二金属微带线7、第三金属微带线8、第四金属微带线9、第五金属微带线10、第六金属微带线11、第七金属微带线12、第八金属微带线13、第九金属微带线14和第十金属微带线15的材料均为金属铝，第一金属微带线6、第二金属微带线7、第三金属微带线8、第四金属微带线9、第五金属微带线10、第六金属微带线11、第七金属微带线12、第八金属微带线13、第九金属微带线14和第十金属微带线15的厚度均为0.009mm。
本实施例中，介质基板1的长边长度为50mm，介质基板1的短边长度为10mm，第一金属微带线6右端面所在平面与对称平面之间的距离为2mm，第一金属微带线6的前端面所在平面与介质基板1的前端面所在平面之间的距离为0.5mm，第一金属微带线6右端面所在平面与第一金属微带线6的左端面所在平面之间的距离为1mm，第一金属微带线6的左端面沿前后方向的长度为4.7mm，第一金属微带线6的右端面沿前后方向的长度为4.5mm。第二金属微带线7的右端面所在平面与第二金属微带线7的左端面所在平面之间的距离为19mm，第二金属微带线7的前端面所在平面与第二金属微带线7的后端面所在平面之间的距离为0.5mm，第三金属微带线8的右端面所在平面与第三金属微带线8的左端面所在平面之间的距离为1mm，第三金属微带线8的前端面所在平面与第三金属微带线8的后端面所在平面之间的距离为9mm，第三金属微带线8的后端面所在平面与介质基板1的后端面所在平面之间的距离为0.5mm，第四金属微带线9的右端面所在平面与第四金属微带线9的左端面所在平面之间的距离为11mm，第四金属微带线9的前端面所在平面与第四金属微带线9的后端面所在平面之间的距离为0.5mm，第五金属微带线10的右端面沿前后方向的长度为0.2mm，第五金属微带线10的左端面沿前后方向的长度为0.55mm，第六金属微带线11的左端面所在平面与第三金属微带线8的右端面所在平面之间的距离为2mm，第六金属微带线11右端面所在平面与第六金属微带线11的左端面所在平面之间的距离为1mm，第六金属微带线11的左端面沿前后方向的长度为7mm，第六金属微带线11的右端面沿前后方向的长度为6.8mm，第六金属微带线11的前端面所在平面与第二金属微带线7的后端面所在平面之间的距离为0.5mm，第七金属微带线12的右端面所在平面与第七金属微带线12的左端面所在平面之间的距离为10mm，第七金属微带线12的前端面所在平面与第七金属微带线12的后端面所在平面之间的距离为0.5mm，第八金属微带线13沿左右方向的长度为10.5mm，第九金属微带线14的后端面沿左右方向的长度为1.5mm，第九金属微带线14的右端面沿前后方向的长度为0.5mm，第十金属微带线15沿左右方向的长度为0.42mm，第十金属微带线15沿前后方向的长度为1mm.
本实施例中，介质基板1的厚度为0.15mm，介质基板1的材料采用PET，介电常数为2.76，损耗为0.003。
对本实施例的可应用于密集分布环境下的RFID标签进行仿真，其中本发明的可应用于密集分布环境下的RFID标签的仿真S11曲线如图2所示，本发明的可应用于密集分布环境下的RFID标签的在911MHz的辐射增益仿真图如图3所示，本发明的可应用于密集分布环境下的RFID标签的在不同频率下的辐射效率仿真图如图4所示。分析图2可知：RFID标签的中心工作频点为911MHz,10dB带宽为4MHz，仿真得到的标签天线S11在911MHz达到-27.7dB,表明RFID标签与射频芯片的阻抗匹配良好。分析图3可知：RFID标签的辐射方向的为全向辐射，最大辐射增益为1.97dBi,由此可计算出天线的理论最大阅读距离为26.6m。分析图4可知：RFID标签的辐射效率在各频点都达到92％以上，在中心工作频点911MHz的辐射效率为92.5％，高辐射效率使RFID标签可以应用于密集分布环境下。
Claims (4)
1.一种可应用于密集分布环境下的RFID标签，包括介质基板和射频芯片，所述的介质基板为长方形结构且具有长边和短边，其特征在于还包括第一辐射单元、第二辐射单元、第一阻抗匹配单元和第二阻抗匹配单元，将所述的介质基板的长边方向作为左右方向，短边方向作为前后方向，将使所述的介质基板左右对称的平面称为对称平面，所述的第一辐射单元位于所述的对称平面的左侧，所述的第二辐射单元位于所述的对称平面的右侧，所述的第一辐射单元和所述的第二辐射单元相对于所述的对称平面为左右对称结构，所述的第一阻抗匹配单元位于所述的对称平面的左侧，所述的第二阻抗匹配单元位于所述的对称平面的右侧，所述的第一阻抗匹配单元和所述的第二阻抗匹配单元相对于所述的对称平面为左右对称结构；
所述的第一辐射单元包括第一金属微带线、第二金属微带线、第三金属微带线、第四金属微带线、第五金属微带线、第六金属微带线和第七金属微带线，所述的第一金属微带线、所述的第二金属微带线、所述的第三金属微带线、所述的第四金属微带线、所述的第五金属微带线、所述的第六金属微带线和所述的第七金属微带线均附着在所述的介质基板的上表面上；所述的第一金属微带线为直角梯形状，所述的第一金属微带线的前端面所在平面与所述的介质基板的前端面所在平面之间具有一段距离，所述的第一金属微带线的前端面所在平面与所述的介质基板的前端面所在平面平行，所述的第一金属微带线的左端面所在平面、所述的第一金属微带线的右端面所在平面分别与所述的介质基板的左端面所在平面平行，所述的第一金属微带线的右端面所在平面与所述的对称平面之间具有一段距离，所述的第一金属微带线的左端面沿前后方向的长度大于所述的第一金属微带线的右端面沿前后方向的长度，所述的第一金属微带线的右端面所在平面与所述的第一金属微带线的左端面所在平面之间的距离小于所述的第一金属微带线的右端面沿前后方向的长度。所述的第二金属微带线为矩形状，所述的第二金属微带线位于所述的第一金属微带线的左侧，所述的第二金属微带线的前端面与所述的第一金属微带线的前端面位于同一平面，所述的第二金属微带线的右端面与所述的第一金属微带线的左端面贴合连接，所述的第二金属微带线的右端面所在平面与所述的第二金属微带线的左端面所在平面之间的距离大于所述的第一金属微带线的左端面沿前后方向的长度，所述的第二金属微带线的前端面所在平面与所述的第二金属微带线的后端面所在平面之间的距离小于所述的第一金属微带线右端面所在平面与所述的第一金属微带线的左端面所在平面之间的距离。所述的第三金属微带线为矩形状，所述的第三金属微带线位于所述的第二金属微带线的左侧，所述的第三金属微带线的前端面与所述的第二金属微带线的前端面位于同一平面，所述的第三金属微带线的右端面与所述的第二金属微带线的左端面贴合连接，所述的第三金属微带线的左端面所在平面与所述的介质基板的左端面所在平面之间具有一段距离，所述的第三金属微带线的后端面所在平面与所述的介质基板的后端面所在平面之间具有一段距离,所述的第四金属微带线为矩形状，所述的第四金属微带线的后端面与所述的第三金属微带线的后端面位于同一平面，所述的第四金属微带线的左端面与所述的第三金属微带线的右端面贴合连接，所述的第四金属微带线的右端面所在平面与所述的第四金属微带线的左端面所在平面之间的距离小于所述的第二金属微带线的右端面所在平面与所述的第二金属微带线的左端面所在平面之间的距离，所述的第四金属微带线的前端面所在平面与所述的第四金属微带线的后端面所在平面之间的距离等于所述的第二金属微带线的前端面所在平面与所述的第二金属微带线的后端面所在平面之间的距离，所述的第五金属微带线为梯形状，所述的第五金属微带线位于所述的第四金属微带线的前侧，所述的第五金属微带线的左端面所在平面、所述的第五金属微带线的右端面所在平面均与所述的介质基板的左端面所在平面平行，所述的第五金属微带线的右端面与所述的第一金属微带线的左端面贴合连接，所述的第五金属微带线的后端面与所述的第一金属微带线的后端面位于同一平面，所述的第五金属微带线的前端面与所述的第一金属微带线的左端面之间的夹角为钝角，所述的第五金属微带线的右端面沿前后方向的长度大于所述的第五金属微带线的左端面沿前后方向的长度，所述的第六金属微带线为直角梯形状，所述的第六金属微带线的前端面所在平面与所述的介质基板的前端面所在平面平行，所述的第六金属微带线的前端面所在平面与所述的第二金属微带线的后端面所在平面之间具有一段距离，所述的第六金属微带线的左端面所在平面、所述的第六金属微带线的右端面所在平面分别与所述的介质基板的左端面所在平面平行，所述的第六金属微带线的后端面与所述的第五金属微带线的后端面位于同一平面，所述的第六金属微带线的右端面与所述的第五金属微带线的左端面贴合连接，所述的第六金属微带线的左端面所在平面与所述的第三金属微带线的右端面所在平面之间具有一段距离，所述的第六金属微带线的右端面所在平面与所述的第六金属微带线的左端面所在平面之间的距离等于所述的第一金属微带线的右端面所在平面与所述的第一金属微带线的左端面所在平面之间的距离，所述的第六金属微带线的左端面沿前后方向的长度大于所述的第六金属微带线的右端面沿前后方向的长度，所述的第七金属微带线为矩形状，所述的第七金属微带线位于所述的第六金属微带线的右侧，所述的第七金属微带线的前端面与所述的第六金属微带线的前端面位于同一平面，所述的第七金属微带线的左端面与所述的第六金属微带线的右端面贴合连接，所述的第七金属微带线的右端面所在平面与所述的第一金属微带线的左端面所在平面之间具有一段距离，所述的第一阻抗匹配单元包括第八金属微带线、第九金属微带线和第十金属微带线，所述的第八金属微带线、所述的第九金属微带线和所述的第十金属微带线均附着在所述的介质基板的上表面；所述的第八金属微带线为矩形状，所述的第八金属微带线位于所述的第四金属微带线的右侧，所述的第八金属微带线的后端面与所述的第四金属微带线的后端面位于同一平面，所述的第八金属微带线的前端面与所述的第四金属微带线的前端面位于同一平面，所述的第八金属微带线的左端面与所述的第四金属微带线的右端面贴合连接，所述的第八金属微带线的右端面所在平面与所述的对称平面之间具有一段距离，所述的第九金属微带线为梯形状，所述的第九金属微带线位于所述的第八金属微带线的前侧，所述的第九金属微带线的右端面所在平面与所述的对称平面重合，所述的第九金属微带线的后端面所在平面与所述的介质基板的后端面所在平面平行，所述的第九金属微带线的后端面与所述的第八金属微带线的前端面贴合连接，所述的第九金属微带线的后端面的左端与所述的第八金属微带线的左端面齐平，所述的第九金属微带线的后端面沿左右方向的长度大于所述的第九金属微带线的右端面沿前后方向的长度，所述的第九金属微带线的后端面沿左右方向的长度小于所述的第八金属微带线沿左右方向的长度，所述的第十金属微带线为矩形状，所述的第十金属微带线位于所述的第八金属微带线的右侧，所述的第十金属微带线的后端面与所述的第八金属微带线的后端面位于同一平面，所述的第十金属微带线的左端面与所述的第八金属微带线的右端面贴合连接，所述的第十金属微带线沿前后方向的长度大于所述的第八金属微带线沿前后方向的长度，所述的第十金属微带线的右端面所在平面与所述的对称平面之间具有一段距离，所述的射频芯片设置在所述的第十金属微带线和所述的第二辐射单元中与所述的第十金属微带线对称的微带线之间，所述的射频芯片分别与所述的第十金属微带线和所述的第二辐射单元中与所述的第十金属微带线对称的微带线连接。
2.根据权利要求1所述的一种可应用于密集分布环境下的RFID标签，其特征在于所述的第一金属微带线、所述的第二金属微带线、所述的第三金属微带线、所述的第四金属微带线、所述的第五金属微带线、所述的第六金属微带线、所述的第七金属微带线、所述的第八金属微带线、所述的第九金属微带线和所述的第十金属微带线的材料均为金属铝，所述的第一金属微带线、所述的第二金属微带线、所述的第三金属微带线、所述的第四金属微带线、所述的第五金属微带线、所述的第六金属微带线、所述的第七金属微带线、所述的第八金属微带线、所述的第九金属微带线和所述的第十金属微带线的厚度均为0.009mm。
3.根据权利要求1所述的一种可应用于密集分布环境下的RFID标签，其特征在于所述的介质基板的长边长度为50mm，所述的介质基板的短边长度为10mm，所述的第一金属微带线右端面所在平面与所述的对称平面之间的距离为2mm，所述的第一金属微带线的前端面所在平面与所述的介质基板的前端面所在平面之间的距离为0.5mm，所述的第一金属微带线右端面所在平面与所述的第一金属微带线的左端面所在平面之间的距离为1mm，所述的第一金属微带线的左端面沿前后方向的长度为4.7mm，所述的第一金属微带线的右端面沿前后方向的长度为4.5mm。所述的第二金属微带线的右端面所在平面与所述的第二金属微带线的左端面所在平面之间的距离为19mm，所述的第二金属微带线的前端面所在平面与所述的第二金属微带线的后端面所在平面之间的距离为0.5mm，所述的第三金属微带线的右端面所在平面与所述的第三金属微带线的左端面所在平面之间的距离为1mm，所述的第三金属微带线的前端面所在平面与所述的第三金属微带线的后端面所在平面之间的距离为9mm，所述的第三金属微带线的后端面所在平面与所述的介质基板的后端面所在平面之间的距离为0.5mm，所述的第四金属微带线的右端面所在平面与所述的第四金属微带线的左端面所在平面之间的距离为11mm，所述的第四金属微带线的前端面所在平面与所述的第四金属微带线的后端面所在平面之间的距离为0.5mm，所述的第五金属微带线的右端面沿前后方向的长度为0.2mm，所述的第五金属微带线的左端面沿前后方向的长度为0.55mm，所述的第六金属微带线的左端面所在平面与所述的第三金属微带线的右端面所在平面之间的距离为2mm，所述的第六金属微带线右端面所在平面与所述的第六金属微带线的左端面所在平面之间的距离为1mm，所述的第六金属微带线的左端面沿前后方向的长度为7mm，所述的第六金属微带线的右端面沿前后方向的长度为6.8mm，所述的第六金属微带线的前端面所在平面与所述的第二金属微带线的后端面所在平面之间的距离为0.5mm，所述的第七金属微带线的右端面所在平面与所述的第七金属微带线的左端面所在平面之间的距离为10mm，所述的第七金属微带线的前端面所在平面与所述的第七金属微带线的后端面所在平面之间的距离为0.5mm，所述的第八金属微带线沿左右方向的长度为10.5mm，所述的第九金属微带线的后端面沿左右方向的长度为1.5mm，所述的第九金属微带线的右端面沿前后方向的长度为0.5mm，所述的第十金属微带线沿左右方向的长度为0.42mm，所述的第十金属微带线沿前后方向的长度为1mm.
4.根据权利要求1所述的一种可应用于密集分布环境下的RFID标签，其特征在于所述的介质基板的厚度为0.15mm，所述的介质基板的材料采用PET，介电常数为2.76，损耗为0.003。
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