CN201518348U - 一种rfid超高频标签天线及使用该天线的电路 - Google Patents

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Abstract

一种RFID超高频标签天线，其包括中央的闭合线圈和与之连接的位于两侧的对称的偶极子，其特征在于：所述闭合线圈为正方形；所述偶极子由连接到所述闭合线圈的折叠部分和与所述折叠部分连接的分叉部分构成，且所述折叠部分每侧包括两个折叠结构，所述分叉部分每侧有一个分叉。以及一种使用所述天线的RFID超高频标签的电路结构，其包括天线和与之电性连接的芯片。本发明的天线和电路结构简单、阻抗匹配好，工作稳定。

Description

一种RFID超高频标签天线及使用该天线的电路
技术领域
本实用新型涉及射频识别(RFID)，特别是涉及RFID超高频标签天线及标签的电路结构。
背景技术
RFID技术在物流、制造、医疗、运输、零售、国防等等方面得到了广泛应用。超高频(UHF)无源RFID标签工作频率高，可读写距离长，无需外部电源，制造成本低，目前已经得到较广泛的应用，而且有可能成为RFID领域的主流产品。
天线作为RFID标签的一个主要和重要组成部分，决定了标签的读写距离和性能，是RFID技术中最重要的内容之一。例如，Alien9540天线是当前广泛使用的天线之一，其形状如附图1所示。Alien9540天线为配合Alien芯片，适合EPC global Gen-2(V 1.0.9)和ISO/IEC 18000-6C，阻抗(915MHz)：17+j149欧姆。
但是仍需有不同的天线产品，以适应各种不同的芯片和应用场合。由于对RFID标签天线而言，芯片对天线有严格的阻抗匹配要求，任何设计上的不慎均会导致最终的天线产品不能满足设计需求。因此，几乎每一种不同阻抗的新型天线的设计均需创造性的劳动。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种新的超高频RFID标签天线，该天线符合EPC global Gen-2和ISO/IEC 18000-6C标准，特别是能满足950MHz等效匹配阻抗11+j55欧姆以适合与相应芯片匹配。例如，使该天线能适用于配合TI公司的UHF 11111-01芯片使用。
为此，本实用新型提供了一种RFID超高频标签天线，其包括中央的闭合线圈和与之连接的位于两侧的偶极子，其特征在于：
所述闭合线圈为正方形；
所述偶极子由连接到所述闭合线圈的折叠部分和与所述折叠部分连接的分叉部分构成，且所述折叠部分每侧包括两个折叠结构，所述分叉部分每侧有一个分叉。
其中，所述天线在950Hz频率下的等效阻抗为11+j55欧姆。
优选地，所述折叠部分的每侧的两个折叠结构宽度相同，高度为相等或略有不同。
较佳地，所述分叉部分的分叉的两个分支是不对称的，两个分支的长度不同，宽度也不同。
同时，本实用新型还提供了一种RFID超高频标签的电路结构，所述电路结构包括RFID芯片和与之电性连接的天线，所述天线包括中央的闭合线圈和与之连接的位于两侧的对称的偶极子，其特征在于：所述闭合线圈为正方形；所述偶极子由连接到所述闭合线圈的折叠部分和与所述折叠部分连接的分叉部分构成，且所述折叠部分每侧包括两个折叠结构，所述分叉部分每侧有一个分叉。
较佳地，所述闭合线圈与所述偶极子相连接的位置与芯片位于电路的同一侧。
较佳地，所述折叠部分的每侧的两个折叠结构宽度相同。
较佳地，所述分叉部分的分叉的两个分支的长度不同，宽度不同。
本实用新型的有益效果在于，提供了一种新的天线图案结构，该结构简单、阻抗匹配好，工作稳定。使用该结构的电子标签电路可以包括用芯片倒装形式连接的裸芯片(die)，阻抗匹配精确，性能优良。
附图说明
图1为Alien9540天线的示意图；
图2为本实用新型第一实施例的天线图案一；
图3为本实用新型实施例中折叠结构变形天线图案二；
图4为本实用新型实施例中折叠结构变形天线图案三。
具体实施方式
图2为本实用新型第一实施例的天线图案。从图中可见，天线包括闭合线圈3、位于其两侧的折叠部分4以及最外部的分支部分5，其中折叠部分4和分支部分5共同构成天线的偶极子。偶极子的折叠部分4和闭合线圈3通过接触点2连接，图中还示出了用于与天线芯片连接的芯片位置1。芯片位置1可采用TI公司超高频芯片进行倒装焊，从而构成RFID标签的电路部分。例如，配合UHF 11111-01芯片，此时天线的等效阻抗设计为11+j55欧姆(在950MHz)。
其中，闭合线圈3为正方形或接近正方形，这里所谓接近是指闭合线圈可以在正方形形状的基础上加以微调，这样的变化同样应属于本发明权利要求的保护范围。
折叠部分4为左、右两侧对称设置，每侧有2个折叠结构。折叠部分为蛇形线形式，图中所示为直角转折的连续直线折叠，但本实用新型并非仅局限于此，其它的折叠形式，例如圆角转折亦可应用于此。本实施例中，两个折叠结构的宽度相同，高度也相同。并且，虽然本使用新型的附图中给出的例子都是正方形组成的，图形的转折处都是直角，但这只是作为示例。本实用新型的天线完全可以在转折处设置倒角圆弧，如图1中Alein9540天线那样，圆弧会使天线性能更好一点，但是会增加天线图形制版的费用。
最外侧的分叉部分5每侧有一个分叉结构。如图2所示，该分叉为设有宽度和长度均不相同的两个分支。一个分支较宽且短，另一分支较长而窄。实测证明，这种结构具有非常好的效果。
本实用新型的天线还可以有其他变形的结构。图3是为改变中间折叠结构后所得的天线实施例二。根据图3的实施例与图2的实施例的主要结构相同，二者的不同之处仅在于，图3所示的实施中，两个折叠结构的宽度相同，但高度不同。事实上，无论是折叠结构还是分叉结构，为了进行精确的阻抗匹配，其尺寸形状均可在本实用新型的实施例的基础上进行微调，这样的微调对于本领域技术而言是现有技术的可选手段，故均属于本实用新型的范围。
图4是为改变中间折叠结构后所得的天线实施例三。图4所示的实施例与图3类似，两个折叠结构同样是宽度相同，高度不同。
上述实施例中的UHF标签天线可使用1微米厚度的铜溅射技术制作。测试结果表明，图2到图4的三种结构都有较好的性能。在intermac读卡器测试中均可读至5m，并且测试结果较为稳定。
下面通过与现有技术的Alien9540天线进行对比来进一步说明本实用新型的特征和优点。与Alien9540天线相比，本实用新型天线的特点如下：
1、天线中心闭合金属线圈形状不同。本实用新型天线所用闭合线圈几乎为正方形，而Alien9540天线的闭合线圈为长方形，长宽比接近4∶1。因此，本实用新型能提供更好的近场性能。
2、偶极子和闭合线圈的连接位置不同，本实用新型天线的偶极子和闭合线圈连接位置靠近芯片位置，而Alien9540天线偶极子和闭合线圈连接位置则离芯片位置较远。如图2、图3所示，闭合线圈与所述偶极子相连接的位置(接触点2)与芯片位于同一侧。
3、本实用新型天线偶极子位置有2个折叠结构。而Alien9540天线有接近3个折叠结构。本实用新型天线的两端位置采用一个分叉结构，Alien9540天线有两个的分叉结构。因为折叠结构和分叉较少，因此本实用新型结构更为简单。
4、本实用新型的芯片采用裸芯片(die)的形式，而Alien9540天线芯片采用了模块形式。从而使本实用新型的适用范围更广。
以上对本实用新型的描述是说明性的，而非限制性的，本专业技术人员理解，在权利要求限定的精神与范围之内可对其进行许多修改、变化或等效，但是它们都将落入本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种RFID超高频标签天线，其包括中央的闭合线圈和与之连接的位于两侧的对称的偶极子，其特征在于：
所述闭合线圈为正方形；
所述偶极子由连接到所述闭合线圈的折叠部分和与所述折叠部分连接的分叉部分构成，且所述折叠部分每侧包括两个折叠结构，所述分叉部分每侧有一个分叉。
2.根据权利要求1所述的RFID超高频标签天线，其特征在于，所述天线在950Hz频率下的等效阻抗为11+j55欧姆。
3.根据权利要求1所述的RFID超高频标签天线，其特征在于，所述折叠部分的每侧的两个折叠结构宽度相同，且高度相等。
4.根据权利要求1所述的RFID超高频标签天线，其特征在于，所述折叠部分的每侧的两个折叠结构宽度相同，高度不相等。
5.根据权利要求1所述的RFID超高频标签天线，其特征在于，所述分叉部分的分叉的两个分支的长度不同，宽度不同。
6.根据权利要求5所述的RFID超高频标签天线，其特征在于，所述分叉部分的分叉的两个分支比较而言，一个分支宽且短，另一个分支窄且长。
7.一种RFID超高频标签的电路结构，所述电路结构包括RFID芯片和与之电性连接的天线，所述天线包括中央的闭合线圈和与之连接的位于两侧的对称的偶极子，其特征在于：
所述闭合线圈为正方形；
所述偶极子由连接到所述闭合线圈的折叠部分和与所述折叠部分连接的分叉部分构成，且所述折叠部分每侧包括两个折叠结构，所述分叉部分每侧有一个分叉。
8.根据权利要求7所述的RFID超高频标签的电路结构，其特征在于，所述闭合线圈与所述偶极子相连接的位置与芯片位于同一侧。
9.根据权利要求7所述的RFID超高频标签的电路结构，其特征在于，所述折叠部分的每侧的两个折叠结构宽度相同。
10.根据权利要求7所述的RFID超高频标签的电路结构，其特征在于，所述分叉部分的分叉的两个分支的长度不同，宽度不同。
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