一种采用开路线馈电结构的rfid标签天线的制作方法【专利摘要】本发明公开了一种采用开路线馈电结构的RFID标签天线，包括介质基板1、辐射体2、弯折环3以及馈电芯片4；所述辐射体2、弯折环3及馈电芯片4均设置于介质基板1的正面；所述辐射体2设置于介质基板1的正面中间，所述弯折环3全包围设置在辐射体2四周；所述馈电芯片4设置于辐射体2的上面。提出了弯折环3全包围于辐射体2周围的结构，与传统RFID天线所采用的结构相比，全包围方式不仅结构紧凑，减小天线所占面积，而且可以更大程度地增加天线的感性负载，从而使天线的带宽有了很大提高，能够同时覆盖840?845MHz和920?925MHz两个超高频频段，结构简单且鲁棒性好。【专利说明】-种采用开路线馈电结构的RFID标签天线
技术领域：
[0001]本发明属于天线
技术领域：
，设及一种采用开路线馈电结构的RFID标签天线。【
背景技术：
】[0002]无线射频识别技术(RFID，RadioFrequen巧Identification)是利用射频方式进行的非接触式自动识别技术，具有精度高、适应能力强、抗干扰强等诸多优点。近年来，随着低频和高频的RFID技术逐渐被广泛地商业化，超高频(840MHz~960MHz)射频识别技术由于识别距离远、准确率高、速度快，得到了广泛的关注。[0003]-个基本的RFID系统包括读写器、电子标签W及数据管理系统3部分。其中标签天线是RFID系统的关键部件，它与忍片阻抗匹配的好坏对系统性能有很大的影响。标签天线主要性能指标包括天线的功率反射系数、尺寸、读写距离W及天线对所粘附物体的兼容性等。[0004]然而在天线工艺技术上，传统天线的尺寸和功能并不能够满足电子设备的小型化需求。RFID天线的体积已成为了RFID电子设备尺寸缩减的"瓶颈"，况且RFID忍片一般具有小电阻、大容抗的阻抗特性，对天线与忍片的匹配带来很大的问题，普通的天线往往通过外加电路来实现阻抗匹配，运增加了天线结构的复杂度。此外，要使RFID标签得到广泛应用，标签必须降低成本和方便大规模制造，运要求标签图案必须尽可能简单，最好能在同一平面上。因此设计一款尺寸小、阻抗匹配容易、结构简单的RFID标签天线尤为重要。【
发明内容】[0005]本发明提供了一种采用开路线馈电结构的RFID标签天线，其目的在于，克服现有技术中RFID标签天线尺寸过大、阻抗匹配复杂的问题。[0006]-种采用开路线馈电结构的RFID标签天线，包括介质基板1、福射体2、弯折环3W及馈电忍片4;[0007]所述福射体2、弯折环3及馈电忍片4均设置于介质基板1的正面；[000引所述福射体2设置于介质基板1的正面中间，所述弯折环3全包围设置在福射体2四周；[0009]所述馈电忍片4设置于福射体2的上面。[0010]全包围方式结构紧凑，减小天线所占面积，增加天线的感性负载，从而使天线的带宽有了很大提高，能够同时覆盖840-845MHZ和920-925MHZ两个超高频频段；[0011]所述福射体2两端部为圆形，中间部为矩形，矩形部分的宽度不超过端部圆形的半径长度。[0012]中间为矩形，两端为圆形的结构简单且鲁棒性好；[0013]所述弯折环3为弯折矩形环，弯折处均为直角，弯折环中间部分向内凹陷，且弯折环一侧的凹陷部分的两端与福射体相连接。[0014]所述弯折矩形环的长为54-56mm，宽为且弯折矩形环的线宽为1.5-25inm〇[0015]所述馈电忍片位正方形，边长为2.4-2.6mm，固定于福射体中间。[0016]根据实验测量结果，忍片4位于福射体2正中间位置时与本天线匹配效果最佳。[0017]所述福射体的端部圆形的半径为2.1-3.2mm。[001引所述介质基板1为矩形，采用相对介电常数为4.4的FR4版，厚度为0.8mm。[0019]所述介质基板1与弯折环3的长和宽的长度相同。[0020]采用相同的长度设置，可W达到节省空间，W确保天线尺寸最小的效果。[0021]有益效果[0022]本发明提供了一种采用开路线馈电结构的RFID标签天线，包括介质基板1、福射体2、弯折环3W及馈电忍片4;所述福射体2、弯折环3及馈电忍片4均设置于介质基板1的正面；所述福射体2设置于介质基板1的正面中间，所述弯折环3全包围设置在福射体2四周;所述馈电忍片4设置于福射体2的上面。创新性地提出弯折环3全包围于福射体2周围的结构，弯折环3的上方横线连接左右两边正方形框架，下方横线在福射体下方对称位置与福射体相连接。与传统RFID天线所采用的结构相比，全包围方式不仅结构紧凑，减小天线所占面积，更重要的是，运种结构可W更大程度地增加天线的感性负载，从而使天线的带宽有了很大提高，能够同时覆盖840-845MHZ和920-925MHZ两个超高频频段;福射体由一个矩形及位于其两端的两个圆形组成，结构简单且鲁棒性好。[0023]利用弯折线技术缩减天线尺寸，采用开路线馈电结构进行馈电，可通过调整馈电忍片4的位置来调整输入阻抗，通过在福射体周围加上弯折环结构来加载感性负载，天线的带宽性能得到了很大的提高。另外，采用开路线结构进行馈电，天线完全集成在一个平面内，结构简单，有效地降低了制作成本。有良好阻抗带宽（808-1049M化），覆盖了我国840-845MHz和920-925MHZ超高频频段，福射特性好，更能适应标签小型化的应用趋势。【附图说明】[0024]图1是采用开路线馈电结构的宽带超高频弯折偶极子RFID标签天线结构示意图；[0025]图2是采用开路线馈电结构的宽带超高频弯折偶极子RFID标签天线参数图；[0026]图3是采用开路线馈电结构的宽带超高频弯折偶极子RFID标签天线的Sll曲线图；[0027]图4是实施例天线的福射方向图；[00%]图5是实施例天线的输入阻抗图；[0029]标号说明：1-介质基板，2-福射体，3-弯折环，4-馈电忍片。【具体实施方式】[0030]下面将结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。[0031]-种采用开路线馈电结构的RFID标签天线，包括介质基板1、福射体2、弯折环3W及馈电忍片4;[0032]所述福射体2、弯折环3及馈电忍片4均设置于介质基板1的正面；[0033]所述福射体2设置于介质基板1的正面中间，所述弯折环3全包围设置在福射体2四周；[0034]所述馈电忍片4设置于福射体2的上面。[0035]全包围方式结构紧凑，减小天线所占面积，增加天线的感性负载，从而使天线的带宽有了很大提高，能够同时覆盖840-845MHZ和920-925MHZ两个超高频频段；[0036]所述福射体2两端部为圆形，中间部为矩形，矩形部分的宽度不超过端部圆形的半径长度，运种结构简单且鲁棒性好；[0037]所述弯折环3为弯折矩形环，弯折处均为直角，弯折环中间部分向内凹陷，且弯折环一侧的凹陷部分的两端与福射体相连接。[003引所述弯折矩形环的长为54-56mm，宽为且弯折矩形环的线宽为1.5-25inm0[0039]所述馈电忍片位正方形，边长为2.4-2.6mm，固定于福射体中间。[0040]根据实验测量结果，忍片4位于福射体2正中间位置时与本天线匹配效果最佳。[0041]所述福射体的端部圆形的半径为2.1-3.2mm。[0042]所述介质基板1为矩形，采用相对介电常数为4.4的FR4版，厚度为0.8mm。[0043]所述介质基板1与弯折环3的长和宽的长度相同。[0044]节省空间，W确保天线尺寸最小。[0045]天线结构如图1所示，对应参数如图2所示，参数详情见表1。[0046]表1实施例天线参数(单位:mm)[0047][004引天线印制在尺寸为55X12X0.Smm3的介质基板上1上，即FR4基板上。馈电忍片4位于福射体2上中间位置，可通过调节4的位置来调节天线的阻抗匹配;福射体2和弯折环3共同位于介质基板1上，并且弯折环3包围于福射体2周围；福射体有一个矩形及位于其两端的两个圆形组成；弯折环的上方横线连接左右两边正方形环，下方横线在福射体下方对称位置与福射体相连接。[0049]在本实施例采用飞利浦公司的EPCGen2忍片，在900MHz时，其阻抗测试值约为43+巧OOQ。在此频率下进行天线设计。[0050]图3是采用开路线馈电结构的宽带超高频弯折偶极子RFID标签天线回波损耗图。从图中可W看出，天线工作频段宽度为241MHz(808-1049MHz)，包含了840-845MHZ和920-925MHz两个超高频工作频段。[0051]图4是实施例采用开路线馈电结构的宽带超高频弯折偶极子RFID标签天线的方向图。从图中可W看到，该天线有很好的福射特性:E面方向图呈8字形;H面方向图呈圆形，具有良好的全向特性，即对方向性不敏感。[0052]图5是实施例采用开路线馈电结构的宽带超高频弯折偶极子RFID标签天线的输入阻抗图，在900MHz时，该天线的虚部为815Q，实部约为44Q，与实际忍片匹配良好。[0053]本发明利用弯折线技术缩减天线尺寸，采用开路线馈电结构进行馈电，方便调整输入阻抗，通过在福射体周围加上弯折环结构来加载感性负载，天线的带宽性能得到了很大的提高。另外，通过引入开路线结构替代短路片，天线完全集成在一个平面内，结构简单，有效地降低了制作成本。有良好阻抗带宽（808-1049MHZ)，覆盖了我国840-845MHZ和920-925MHz超高频频段，福射特性好，更能适应标签小型化的应用趋势。[0054]对比同类设计，胡中瞧等人提出了弯折线偶极子天线的设计方法，将面积减小到42mmX27mm，但是该设计的回波损耗特性不太理想[参见论文："弯折偶极子射频识别标签天线设计方法研究[J].计算机仿真，2011,28(1):162~165"];马中华等人设计了一种弯折标签天线结构，将天线尺寸从理论上的90mmX60mm减小到67mmX33mm，但是面积依然太大[一种小型化UHF频段弯折标签天线[J].福州大学学报（自然科学版），2013,41(2):182~185]；[0055]在阻抗带宽方面更是比同类设计优越:L.Xu等人提出的超宽带天线在自由空间中半功率带宽（回波损耗小于-3地)是102MHz(852-954MHz)[参见论文："ANovel化oa化andUHFRFIDTagAntennaMountableonMetallicSurface",InternationalConferenceonWirelessCommunications,Networking&MobiIeComputing.2007:2128-2131]cAIbrahiem等人提出的新型RFIDU册天线输入阻抗带宽（回波损耗小于-lOdB)为87MHz(0.802-0.88GHz)[参见论文："NewdesignantennaforRFIDUHF1:ags",IE邸AntennasandPropagationSocietyInternationalSymposium,2006,pp.1355-1358]。[0056]本文虽然已经给出了本发明的一些实施例，但是本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明精神的情况下，可W对本文的实施例进行改变。上述实施例只是示例性的，不应W本文的实施例作为本发明权利范围的限定。【主权项】1.一种采用开路线馈电结构的RFID标签天线，其特征在于，包括介质基板（I)、辐射体(2)、弯折环(3)以及馈电芯片(4);所述辐射体(2)、弯折环(3)及馈电芯片(4)均设置于介质基板(1)的正面；所述辐射体(2)设置于介质基板（1)的正面中间，所述弯折环(3)全包围设置在辐射体(2)四周；所述馈电芯片(4)设置于辐射体(2)的上面。2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述辐射体(2)两端部为圆形，中间部为矩形，矩形部分的宽度不超过端部圆形的半径长度。3.根据权利要求2所述的天线，其特征在于，所述弯折环(3)为弯折矩形环，弯折处均为直角，弯折环中间部分向内凹陷，且弯折环一侧的凹陷部分的两端与辐射体相连接。4.根据权利要求3所述的天线，其特征在于，所述弯折矩形环的长为54-56mm，宽为11-13mm，且弯折矩形环的线宽为1.5-2.5mm。5.根据权利要求3所述的天线，其特征在于，所述馈电芯片位正方形，边长为2.4-2.6mm，固定于福射体中间。6.根据权利要求3所述的天线，其特征在于，所述辐射体的端部圆形的半径为2.1-3.2mm〇7.根据权利要求1-6任一项所述的天线，其特征在于，所述介质基板（1)为矩形，采用相对介电常数为4.4的FR4版，厚度为0.8mm。8.根据权利要求7所述的天线，其特征在于，所述介质基板（1)与弯折环(3)的长和宽的长度相同。【文档编号】G06K19/077GK105956650SQ201610245102【公开日】2016年9月21日【申请日】2016年4月19日【发明人】董健,余夏苹,胡宇,施荣华【申请人】中南大学