CN114118332A - 一种带电抗超表面的抗金属无线射频识别标签 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种带电抗超表面的抗金属无线射频识别标签，属于无线射频识别技术领域，目的在于解决现有技术中RFID标签在金属表面等恶劣，复杂电磁环境中信号差、读取距离短等方面性能的不足。其包括RFID无线射频识别标签本体，RFID无线射频识别标签本体的介质板上设置有金属圆环，金属圆环上焊接有RFID芯片的天线接口，金属圆环感性耦合馈电偶极子天线，偶极子天线靠近金属圆环的一端弯曲成弧形段，弧形段呈环状包覆在金属圆环外侧，RFID无线射频识别标签本体下方设置有电抗超表面。电抗超表面为包括介质面板，介质面板上设置有金属矩形贴片，金属矩形贴片设置有多个，金属矩形贴片阵列分布于介质面板上。本发明适用于无线射频识别标签。

Description

一种带电抗超表面的抗金属无线射频识别标签
技术领域
本发明属于无线射频识别技术领域，具体涉及一种带电抗超表面的抗金属无线射频识别标签。
背景技术
由于具有低成本、无需电池、信息准确性高、非接触、信息自动更新等优势，无线射频识别技术(RFID)被认为是物联网系统的重要构建模块之一。无线射频识别标签通常由标签天线和RFID射频芯片构成。其中标签天线作为能量和信号收发接口，在整个RFID系统中起着十分重要的作用。
当RFID标签被贴于金属上时，金属会使入射电磁波与反射电磁波相差180度，两者在金属处叠加相消，大幅度减少信号强度，造成RFID标签无法被检测，传统的抗金属标签一般采用微带天线的方法，但由于微带天线带宽小，增益低，整体不能带来较好的远距离抗金属读取效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种带电抗超表面的抗金属无线射频识别标签，以解决现有技术中RFID标签在金属表面等恶劣，复杂电磁环境中信号差、读取距离短等方面性能的不足。
本发明采用的技术方案如下：
一种带电抗超表面的抗金属无线射频识别标签，包括RFID无线射频识别标签本体，所述RFID无线射频识别标签本体的介质板上设置有金属圆环，金属圆环上焊接有RFID芯片的天线接口，所述金属圆环感性耦合馈电有偶极子天线，所述偶极子天线靠近金属圆环的一端弯曲成弧形段，弧形段呈环状包覆在金属圆环外侧，所述RFID无线射频识别标签本体下方设置有电抗超表面。
进一步地，所述电抗超表面为包括介质面板，介质面板上设置有金属矩形贴片，所述金属矩形贴片设置有多个，所述金属矩形贴片阵列分布于介质面板上。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明中，金属圆环与RFID芯片的天线接口焊接在一起，用于匹配RFID芯片的容性阻抗分量。该金属圆环感性耦合馈电偶极子天线，该偶极子天线两臂的一端弯曲成弧形以增加与金属圆环的耦合效率。电抗超表面为设置在介质面板上的金属矩形贴片阵列，使用时，电抗超表面将会被插入到RFID无线射频识别标签与金属之间(采用合适且不影响天线性能的细小物体支撑)。通过调节金属矩形贴片的大小，贴片个数，分布形式以及与RFID无线射频识别标签和金属之间的距离，使RFID芯片的天线在贴近金属时达到最佳的状态。从而有效改变电磁波的反射相位，使入射电磁波与反射电磁波相干相长，同时引入新的谐振点，以补偿RFID无线射频识别标签与金属之间的寄生效应，并且使原本在金属上的镜像电流分散分布，减轻原本镜像电流与RFID芯片的天线之间的强耦合，有效增强附着在金属上的RFID无线射频识别标签的性能，解决了现有RFID无线射频识别标签被贴于金属上时，RFID无线射频识别标签无法被检测的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图，其中：
图1为本发明的金属圆环感性耦合馈电偶极子天线的结构示意图；
图2为本发明电抗超表面与RFID无线射频识别标签本体、金属的结合示意图；
图中标记：1-RFID无线射频识别标签本体、2-金属圆环、3-天线接口、4-偶极子天线、41-弧形段、5-电抗超表面、51-金属矩形贴片。
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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
应注意到：标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明的简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体地连接；可以使机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个原件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
一种带电抗超表面的抗金属无线射频识别标签，包括RFID无线射频识别标签本体，所述RFID无线射频识别标签本体的介质板上设置有金属圆环，金属圆环上焊接有RFID芯片的天线接口，所述金属圆环感性耦合馈电偶极子天线，所述偶极子天线靠近金属圆环的一端弯曲成弧形段，弧形段呈环状包覆在金属圆环外侧，所述RFID无线射频识别标签本体下方设置有电抗超表面。
进一步地，所述电抗超表面为包括介质面板，介质面板上设置有金属矩形贴片，所述金属矩形贴片设置有多个，所述金属矩形贴片阵列分布于介质面板上。
本发明在实施过程中，金属圆环与RFID芯片的天线接口焊接在一起，用于匹配RFID芯片的容性阻抗分量。该金属圆环感性耦合馈电偶极子天线，该偶极子天线两臂的一端弯曲成弧形以增加与金属圆环的耦合效率改变电磁波的反射相位，使入射电磁波与反射电磁波相干相长。电抗超表面为设置在介质面板上的金属矩形贴片阵列，使用时，电抗超表面将会被插入到RFID无线射频识别标签与金属之间(采用合适且不影响天线性能的细小物体支撑)。通过调节金属矩形贴片的大小，贴片个数，分布方式与RFID无线射频识别标签和金属之间的距离，使RFID芯片的天线在贴近金属时达到最佳的状态。从而有效改变电磁波的反射相位，使入射电磁波与反射电磁波相干相长，同时引入新的谐振点以补偿RFID无线射频识别标签与金属之间的寄生效应，并且使原本在金属上的镜像电流分散分布，减轻原本镜像电流与RFID芯片的天线之间的强耦合，有效增强附着在金属上的RFID无线射频识别标签的性能，解决了现有RFID无线射频识别标签被贴于金属上时，RFID无线射频识别标签无法被检测的问题。
实施例1
一种带电抗超表面的抗金属无线射频识别标签，包括RFID无线射频识别标签本体，所述RFID无线射频识别标签本体的介质板上设置有金属圆环，金属圆环上焊接有RFID芯片的天线接口，所述金属圆环感性耦合馈电有偶极子天线，所述偶极子天线靠近金属圆环的一端弯曲成弧形段，弧形段呈环状包覆在金属圆环外侧，所述RFID无线射频识别标签本体下方设置有电抗超表面。
通过该设置，金属圆环与RFID芯片的天线接口焊接在一起，用于匹配RFID芯片的容性阻抗分量。该金属圆环感性耦合馈电偶极子天线。电抗超表面为设置在介质面板上的金属矩形贴片阵列，使用时，电抗超表面将会被插入到RFID无线射频识别标签与金属之间(采用合适且不影响天线性能的细小物体支撑)。通过调节金属矩形贴片的大小，贴片个数，分布方式，以及与RFID无线射频识别标签和金属之间的距离，使RFID芯片的天线在贴近金属时达到最佳的状态。从而有效改变电磁波的反射相位，使入射电磁波与反射电磁波相干相长，同时引入新的谐振点，使其工作于谐振点频率以下，补偿RFID无线射频识别标签与金属之间的寄生电容，并且使原本在金属上的镜像电流分散分布，减轻原本镜像电流与RFID芯片的天线之间的强耦合，有效增强附着在金属上的RFID无线射频识别标签的性能，解决了现有RFID无线射频识别标签被贴于金属上时，RFID无线射频识别标签无法被检测的问题。
实施例1
在实施例1的基础上，所述电抗超表面为包括介质面板，介质面板上设置有金属矩形贴片，所述金属矩形贴片设置有多个，所述金属矩形贴片阵列分布于介质面板上。
如上所述即为本发明的实施例。前文所述为本发明的各个优选实施例，各个优选实施例中的优选实施方式如果不是明显自相矛盾或以某一优选实施方式为前提，各个优选实施方式都可以任意叠加组合使用，所述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述发明的验证过程，并非用以限制本发明的专利保护范围，本发明的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种带电抗超表面的抗金属无线射频识别标签，其特征在于，包括RFID无线射频识别标签本体(1)，所述RFID无线射频识别标签本体(1)的介质板上设置有金属圆环(2)，金属圆环(2)上焊接有RFID芯片的天线接口(3)，所述金属圆环(2)感性耦合馈电偶极子天线(4)，所述偶极子天线(4)靠近金属圆环(2)的一端弯曲成弧形段(41)，弧形段(41)呈环状包覆在金属圆环(2)外侧，所述RFID无线射频识别标签本体(1)下方设置有电抗超表面(5)。
2.按照权利要求1所述的一种带电抗超表面的抗金属无线射频识别标签，其特征在于，所述电抗超表面(5)为包括介质面板，介质面板上设置有金属矩形贴片(51)，所述金属矩形贴片(51)设置有多个，所述金属矩形贴片(51)阵列分布于介质面板上。
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