CN207009639U - 抗金属标签天线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种采用双层介质结构的抗金属RFID标签天线。它包括位于上层上层介质和位于上层介质下层的下层介质，上层介质的上表面覆设辐射金属贴片，下层介质的上表面覆设馈电金属贴片，下层介质的下表面覆设有铜材料作为接地板，上层介质上设置有上金属过孔，下层介质上设置有下金属过孔，上层介质和下层介质分别通过上金属过孔和下金属过孔接地；上层介质的中部设置有开槽，馈电金属贴片连接芯片。采用了本实用新型的立体结构的高介电常数的抗金属标签天线，其带宽为3MHz,增益为‑3.8dBi，通过立体结构改变电流流向，增长了电流的流动路径，实现了天线的小型化，其较小的尺寸和抗金属特性，可以广泛应用于小型金属物体的识别，并可应用于嵌入式RFID识别系统。
Description
技术领域
本发明涉及一种标签天线，具体地说是一种采用双层介质结构的抗金属RFID标签天线，属于RFID物联网技术领域。
背景技术
近年来，信息技术很大程度上影响了社会的发展。尤其是在工业领域，产品的生产过程、采购、销售、分配甚至于公司的一般组织架构，都受到了信息技术的很大影响。在这种情况下，为了使得公司能够根据市场的需求实现增长和高效，就需要一种新的信息管理技术，来实现最佳的规划和保证任务的实施。射频通信就是一种对此贡献最大的技术，在此系统中，射频识别RFID已经被应用于对产品、动物及其他一切物体的自动识别。
现有技术中，大部分RFID系统的工作频率分布在四个频段，高频13.56MHz、超高频900MHz以及微波的两个频段2.4G和5.8G。在电磁技术中，虽然高频在应对系统间的干扰时有更明显的优势，但是天线的尺寸较大。同时，射频集成电路技术的发展要比在2.4GHz和5.8GHz频段更快快成熟，成本也更加低廉。更重要的是，和2.4GHz和5.8GHz频段相比，超高频频段在抵抗系统间电磁干扰有更明显的优势。所以，超高频是面授权被动射频标签系统最合适的频段。
RFID系统的使用受环境的影响，而首要的就是射频标签会使用的表面。当射频标签被用于金属表面时，超高频射频标签会出现问题，而各种RFID标签的应用中,很多时候需要对金属物体进行标识，例如：汽车、钢瓶、集装箱、武器装备等等。而普通的超高频标签放置在金属表面时，标签的读取距离会迅速缩短，甚至不能被读取，这是超高频RFD技术的一个不足。针对该情况，一些国外RFID厂家专门设计了一些能用于金属表面的抗金属RFID标签。但这些标签往往存在着体积大、带宽窄、性能差,加工复杂、成本高的缺点，难以满足实际应用的需要。此时抗金属标签天线的小型化和低成本便成为了非常值得关注的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种体积小、性能好且成本低的抗金属RFID标签天线。
为了解决上述技术问题，本发明的抗金属RFID标签天线，包括位于上层的由PTFE材料制成的上层介质和位于上层介质下层的由FR4材料制成的下层介质，上层介质的上表面覆设辐射金属贴片，下层介质的上表面覆设馈电金属贴片，下层介质的下表面覆设有铜材料作为接地板，上层介质上设置有上金属过孔，下层介质上设置有下金属过孔，上层介质和下层介质分别通过上金属过孔和下金属过孔接地；上层介质的中部设置有用于安置芯片的开槽，馈电金属贴片连接芯片。
所述上层介质的厚度为0.8mm，所述下层介质的厚度为1.6mm。
所述辐射金属贴片包括两片呈U形结构的辐射金属贴片，两片所述辐射金属贴片均具有一条短边，两片所述金属辐射贴片的短边相互扣合配合并使开槽位于两片所述金属辐射贴片之间。
所述芯片焊接固定在下层介质上，所述上层介质和下层介质通过导电胶粘合。
采用了本发明的立体结构的高介电常数的抗金属标签天线，其带宽为3MHz,增益为-3.8dBi，通过立体结构改变电流流向，增长了电流的流动路径，实现了天线的小型化，其较小的尺寸和抗金属特性，可以广泛应用于小型金属物体的识别，并可应用于嵌入式RFID识别系统，具有广泛的应用前景。
附图说明
图1为本发明抗金属RFID标签天线的立体结构示意图；
图2为本发明抗金属RFID标签天线的上层结构正视图；
图3为本发明抗金属RFID标签天线的下层结构正视图；
图4 为本发明抗金属RFID标签天线的侧视图；
图5为本发明抗金属RFID标签天线的端口回波损耗图；
图6为本发明抗金属RFID标签天线的端口阻抗示意图；
图7为本发明抗金属RFID标签天线的增益方向图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明的抗金属RFID标签天线作进一步详细说明。
如图所示，本发明的为本发明抗金属RFID标签天线，包括位于上层的由PTFE材料制成的上层介质1和位于上层介质下层的由FR4材料制成的下层介质2，本实施例中，上层介质1采用0.8毫米厚的PTFE板材，整体尺寸为14mm*26mm；下层介质2采用1.6mm厚的FR4板材，其中上层介质采用厚度为0.8mm的PTFE介质，下层介质采用1.6mm的FR4介质，平衡了天线参数尺寸和成本；上层介质1的上表面覆设有辐射金属贴片3，下层介质2的上表面覆设馈电金属贴片6，由图可见，馈电金属贴片6具有两片，本实施例中，馈电金属贴片6中单片馈电金属贴片长度为11.9mm，其中，馈电金属贴片6优选为铜贴片，两片馈电金属贴片6的中心焊接有Alien H3芯片，芯片阻抗在915MHZ时为17-j*201欧姆，下层介质2的下表面覆设有铜材料作为接地板，上层介质1上设置有上金属过孔4，下层介质2上设置有下金属过孔5，上层介质1和下层介质2分别通过上金属过孔4和下金属过孔5接地，也就是说辐射金属贴片通过金属过孔与地面短接，上层介质1的中部设置有用于安置芯片8的开槽7，开槽的尺寸为2.2mm*2mm，芯片通过开槽安置。
进一步地，所说的辐射金属贴片3包括两片呈U形结构的辐射金属贴片，两片所述辐射金属贴片均具有一条短边，两片金属辐射贴片的短边相互扣合配合，两片辐射金属贴片3间距离为0.35mm，开槽7位于两片金属辐射贴片之间，芯片8焊接固定在下层介质2上，上层介质1和下层介质2通过导电胶粘合，图5表示天线芯片端口处的回波损耗，-3dB带宽为924MHz到927MHz，图6表示天线芯片端口处的阻抗示意图，从图中可以看出在中心频率925MHz处，阻抗为24.8+j*177.7欧姆，阻抗匹配情况良好；图7表示频率为925MHz时天线在0度和90度（以XOZ面表示方位角为0度的平面，逆时针旋转为正，顺时针为负，车牌法向外侧方向为Z轴方向）的增益方向图，在整个空间的增益最大约-4dBi，波束指向标签天线的法向方向。
Claims (4)
1.一种抗金属RFID标签天线，包括位于上层的由PTFE材料制成的上层介质（1）和位于上层介质下层的由FR4材料制成的下层介质（2），所述上层介质（1）的上表面覆设辐射金属贴片（3），所述下层介质（2）的上表面覆设馈电金属贴片（6），所述下层介质（2）的下表面覆设有铜材料作为接地板，所述上层介质（1）上设置有上金属过孔（4），所述下层介质（2）上设置有下金属过孔（5），所述上层介质（1）和下层介质（2）分别通过上金属过孔（4）和下金属过孔（5）接地；所述上层介质（1）的中部设置有用于安置芯片（8）的开槽（7），所述馈电金属贴片（6）连接芯片（8）。
2.按照权利要求1所述的抗金属RFID标签天线，其特征在于：所述上层介质（1）的厚度为0.8mm，所述下层介质（2）的厚度为1.6mm。
3.按照权利要求1或2所述的抗金属RFID标签天线，其特征在于：所述辐射金属贴片（3）包括两片呈U形结构的辐射金属贴片，两片所述辐射金属贴片均具有一条短边，两片所述金属辐射贴片的短边相互扣合配合并使开槽（7）位于两片所述金属辐射贴片之间。
4.按照权利要求3所述的抗金属RFID标签天线，其特征在于：所述芯片（8）焊接固定在下层介质（2）上，所述上层介质（1）和下层介质（2）通过导电胶粘合。
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Cited By (1)
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2017
- 2017-05-10 CN CN201720510904.8U patent/CN207009639U/zh not_active Expired - Fee Related
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