CN202042596U

CN202042596U - 应用于超高频射频识别的微带贴片天线

Info

Publication number: CN202042596U
Application number: CN2011201176845U
Authority: CN
Inventors: 付宇卓; 乌耀益
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-04-20
Filing date: 2011-04-20
Publication date: 2011-11-16
Anticipated expiration: 2021-04-20

Abstract

本实用新型公开了一种应用于超高频射频识别的微带贴片天线，包括由上至下依次排列的贴片天线层、介质板和接地板层，贴片天线层的一端上沿中心处向左侧边方向开设有用来放置微带馈电线、第一芯片端口、第二芯片端口的安装槽，贴片天线层的另一端上沿顶边向中心处方向开设有第一细槽、沿底边向中心处方向开设有第二细槽，第一细槽和第二细槽距离贴片天线层右侧边的距离不相同。本实用新型具有结构简单紧凑、成本低廉、加工简便、可提高天线增益、增加天线的频带带宽、压缩天线面积等优点。

Description

应用于超高频射频识别的微带贴片天线

技术领域

本实用新型主要涉及到射频识别（RFID）系统领域，特指一种电子标签定向天线。

背景技术

射频识别（RFID）是一种通过无线射频方式进行非接触的数据通信，对目标加以识别并获取相关信息的自动识别技术。在物流和仓储等行业中帮助物品信息的信息化、高速化的收集和管理，实现对物品的高效率的管理和调度。随着产品电子编码（EPC）和物联网的研究与发展，超高频（UHF）电子标签的设计越来越受到人们的关注。射频识别（RFID）系统由电子标签与读写器构成，其工作过程是，读写器产生特定频率的电磁波并通过空间耦合方式发送出去（发送提问信号），当读写器进入电子标签的读取距离时电子标签接收到该提问信号并将读写器发送的电磁波进行反向散射偶合后返回给读写器（回复应答信号）。在RFID系统中，电子标签天线承担接收能量的作用，对整个RFID系统起到至关重要的作用。

但UHF RFID标签天线在设计和应用中却遇到两大难点。第一，RFID标签在实际使用中会被粘贴于不同电介质属性的各种物品表面。各种物品的不同电介质属性会对RFID标签天线的性能产生不同程度的恶化。尤其是金属表面，甚至可能会导致RFID标签无法被识别，影响RFID系统的工作。第二，由于环境的复杂性，导致电子标签的读取距离减小。为了增加电子标签的有效阅读距离，有必要提高标签天线的增益以便满足阅读距离的要求。

在RFID标签天线的设计中，除了要考虑和克服上述两个难点外，还需要使RFID标签天线具备输入阻抗调整方便、体积较小、加工容易和成本低廉的特点。这样的标签天线才能被市场接受、才能为RFID技术的普及使用带来方便。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于：针对现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种结构简单紧凑、成本低廉、加工简便、可提高天线增益、增加天线的频带带宽、压缩天线面积的应用于超高频射频识别的微带贴片天线。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种应用于超高频射频识别的微带贴片天线，其特征在于：包括由上至下依次排列的贴片天线层、介质板和接地板层，所述贴片天线层的一端上沿中心处向左侧边方向开设有用来放置微带馈电线、第一芯片端口、第二芯片端口的安装槽，所述贴片天线层的另一端上沿顶边向中心处方向开设有第一细槽、沿底边向中心处方向开设有第二细槽，所述第一细槽和第二细槽距离贴片天线层右侧边的距离不相同。

作为本实用新型的进一步改进：

所述第一细槽或第二细槽与贴片天线层的右侧边之间开设有窗口。

所述窗口为矩形。

所述第一细槽和第二细槽的长度不相同。

所述贴片天线层为正方形。

所述贴片天线层与接地板层之间通过微带线相连。

所述微带线通过微带馈电线与贴片天线层上的第一芯片端口或第二芯片端口相连。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型应用于超高频射频识别的微带贴片天线，结构简单紧凑、成本低廉、加工简便，通过在贴片天线层两个非辐射边不对称开槽和在贴片天线层设计适当大小的矩形窗口的方法，可以控制微带贴片天线的工作频率，提高了天线增益，增加了天线的频带带宽，压缩了天线面积。

附图说明

图1是本实用新型中贴片天线层的俯视结构示意图；

图2是本实用新型的侧视结构示意图；

图3是本实用新型的立体结构示意图；

图4是本实用新型回波损失仿真结果的示意图。

图例说明：

2、窗口；3、微带馈天线；4、第一芯片端口；5、第二芯片端口；6、贴片天线层；61、左侧边；62、顶边；63、底边；64、右侧边；7、短路接地线；8、介质板；9、接地板层；10、第一细槽；11、第二细槽。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

如图1、图2和图3所示，本实用新型的应用于超高频射频识别的微带贴片天线，包括由上至下依次排列的贴片天线层6、介质板8和接地板层9，贴片天线层6是辐射元的金属贴片层，例如设计为铜箔材质。接地板层9也是金属材质，也同样地设计为正方形，例如设计为铜箔材质。介质板8可以使用价格低廉的FR4材质以节省成本，同样设计为正方形，与接地板层9的大小相同。贴片天线层6的一端上沿中心处向左侧边61方向开设有用来放置微带馈电线3、第一芯片端口4、第二芯片端口5的安装槽，第一芯片端口4、第二芯片端口5呈相对设置，用来连接RFID标签芯片。贴片天线层6的另一端上沿顶边62向中心处方向开设有第一细槽10、沿底边63向中心处方向开设有第二细槽11，第一细槽10和第二细槽11距离贴片天线层6上右侧边64的距离不相同。第一细槽10或第二细槽11与贴片天线层6的右侧边64之间开设有窗口2，窗口2为矩形。第一细槽10和第二细槽11的长度不相同。

例如，本实施例中，位于上部的第一细槽10位于贴片天线层6边长的四分之三处，位于下部的第二细槽11略微较第一细槽10更靠近芯片端，且两槽长度都略短于贴片天线层6边长的一半，其中第一细槽10更短一些。因此天线上、下部分在工作时形成的电流会有一定的区差别，引起电磁场的激励，从而扩展贴片天线的工作带宽。

这样，通过在贴片天线层6两个非辐射边不对称开槽和在贴片天线层6设计适当大小的矩形窗口2的方法，可以控制微带贴片天线的工作频率，提高了天线增益，增加了天线的频带带宽，压缩了天线面积。

本实施例中，为了增益在频带中的稳定性，进一步将贴片天线整体设计为正方形，即贴片天线层6设计为正方形。

本实施例中，进一步将贴片天线层6与接地板层9之间通过短路接地线7（即微带线）相连，短路接地线7通过微带馈电线3与贴片天线层6上的第一芯片端口4或第二芯片端口5相连。

加工和组装时，首先在介质板8上附着上一层铜箔，铜箔覆盖面包括贴片天线层6部分、接地板层9部分以及微带线和介质板8侧面接地短路部分。然后，用激光刻蚀在贴片面刻蚀出天线设计的形状和接地的微带线。最后，在贴片和微带线上留有的端口上安置芯片，完成全部组装。

通过对本实用新型的微带贴片天线进行仿真，得出如图4的仿真结果，测得其S₁₁参数，即回波损失的频率特性。本实用新型在回波损失超过-3dB的频带范围为912MHz-942MHz，频带宽度约为30MHz，最大回波损耗为-7.61dB，可以被用到超高频射频识别应用中。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应该提出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1. 一种应用于超高频射频识别的微带贴片天线，其特征在于：包括由上至下依次排列的贴片天线层（6）、介质板（8）和接地板层（9），所述贴片天线层（6）的一端上沿中心处向左侧边（61）方向开设有用来放置微带馈电线（3）、第一芯片端口（4）、第二芯片端口（5）的安装槽，所述贴片天线层（6）的另一端上沿顶边（62）向中心处方向开设有第一细槽（10）、沿底边（63）向中心处方向开设有第二细槽（11），所述第一细槽（10）和第二细槽（11）距离贴片天线层（6）右侧边（64）的距离不相同。

2. 根据权利要求1所述的应用于超高频射频识别的微带贴片天线，其特征在于：所述第一细槽（10）或第二细槽（11）与贴片天线层（6）的右侧边（64）之间开设有窗口（2）。

3. 根据权利要求2所述的应用于超高频射频识别的微带贴片天线，其特征在于：所述窗口（2）为矩形。

4. 根据权利要求1或2或3所述的应用于超高频射频识别的微带贴片天线，其特征在于：所述第一细槽（10）和第二细槽（11）的长度不相同。

5. 根据权利要求1或2或3所述的应用于超高频射频识别的微带贴片天线，其特征在于：所述贴片天线层（6）为正方形。

6. 根据权利要求1或2或3所述的应用于超高频射频识别的微带贴片天线，其特征在于：所述贴片天线层（6）与接地板层（9）之间通过短路接地线（7）相连。

7. 根据权利要求6所述的应用于超高频射频识别的微带贴片天线，其特征在于：所述短路接地线（7）通过微带馈电线（3）与贴片天线层（6）上的第一芯片端口（4）或第二芯片端口（5）相连。