一種用于rfid的平面u形天線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種RFID天線，具體涉及一種用于RFID的平面U形天線。
【背景技術(shù)】
[0002]射頻識別技術(shù)(RFID)是一種非接觸的自動識別技術(shù)，其基本原理是利用射頻識別信號和空間耦合(電磁耦合或電磁傳播)傳輸特性，實現(xiàn)對被識別物體的自動識別。RFID可識別高速運動物體并可同時識別多個標簽，操作快捷方便，被看作是一種突破性技術(shù)。第一，可以識別單個的非常具體的物體；第二，其采用無線電射頻，可以穿透外部材料讀取數(shù)據(jù)；第三，可以同時對多個物體進行識讀。此外，儲存的信息量也非常大。
[0003]RFID以無線信道作為傳輸媒體，通過閱讀附著于物體之上的射頻識別標簽內(nèi)的信息，來完成物體的識別。與目前的條碼技術(shù)相比，RFID有許多優(yōu)點，如無需接觸、識別迅速、方法靈活、適應場合廣、準確率高、智能化程度高等。因此，RFID技術(shù)將會發(fā)揮越來越顯著的作用，成為條形碼技術(shù)的終結(jié)者。基于無線通信技術(shù)和計算機網(wǎng)絡技術(shù)，RFID可以提供遠程非接觸、實時方便的目標動態(tài)信息收集，處理與查詢，因此，RFID技術(shù)受到了各方的極大關(guān)注。
[0004]RFID天線的設計是RFID技術(shù)研宄中的關(guān)鍵問題之一。傳統(tǒng)RFID天線設計中，針對輸入阻抗為復數(shù)的RFID芯片，往往需要附加匹配電路將芯片的輸入阻抗轉(zhuǎn)換至標準阻抗50歐姆，這增加了天線設計的復雜性，同時，傳統(tǒng)RFID天線增益通常較低，影響了 RFID工作的距離。因此，設計具有復數(shù)輸入阻抗的RFID天線，提高天線增益，簡化結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)小型化對RFID應用的發(fā)展意義重大。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的在于提供一種用于RFID的平面U形天線，其針對具有復數(shù)輸入阻抗的RFID芯片設計，可根據(jù)設計要求調(diào)整輸入阻抗以滿足不同的RFID芯片的要求；同時，要求具有較高的增益，以便提高識別距離；此外，也要便于在金屬物體表面安裝。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采用的技術(shù)方案如下:
[0007]—種用于RFID的平面U形天線，包括介質(zhì)基板，印刷于介質(zhì)基板上表面的U形天線臂和饋電環(huán)路，以及位于介質(zhì)基板下表面的金屬反射板。所述U形天線臂與所述饋電環(huán)路連接。所述饋電環(huán)路為矩形，饋電環(huán)路上邊的中心蝕刻有一個矩形槽孔。
[0008]進一步，本實用新型的一種用于RFID的平面U形天線，所述饋電環(huán)路的中心具有匹配枝節(jié)，匹配枝節(jié)的位置可以調(diào)整天線的輸入阻抗。
[0009]進一步，本實用新型的一種用于RFID的平面U形天線，所述匹配枝節(jié)可以包括I根或者多根枝節(jié)。
[0010]進一步，本實用新型的一種用于RFID的平面U形天線，所述饋電環(huán)路位于所述U形天線臂的內(nèi)部。
[0011]進一步，本實用新型的一種用于RFID的平面U形天線，所述金屬反射板用于提高天線的增益，同時便于天線安裝在金屬表面。
[0012]進一步，本實用新型的一種用于RFID的平面U形天線，天線的輸入阻抗為復數(shù)。
[0013]本實用新型采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果:
[0014](I)本實用新型基于簡單的U形天線結(jié)構(gòu)，給出了一種實現(xiàn)天線復數(shù)輸入阻抗的設計，結(jié)構(gòu)簡單，靈活方便。
[0015](2)本實用新型通過在饋電環(huán)路中增加匹配枝節(jié)，通過匹配枝節(jié)的位置可以改變天線的輸入阻抗，從而滿足不同RFID芯片阻抗匹配的要求。
[0016](3)本實用新型的饋電環(huán)路位于U形天線臂的內(nèi)部，減小了電路面積，便于系統(tǒng)的小型化。
[0017](4)本實用新型通過使用金屬反射板，提高了天線增益，也便于將天線安裝在金屬物體表面。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型用于RFID的平面U形天線的正面示意圖。
[0019]圖2為本實用新型用于RFID的平面U形天線的反面示意圖。
[0020]圖3為本實用新型天線的匹配枝節(jié)位置變化對輸入阻抗實部的影響示意圖。
[0021]圖4為本實用新型天線的匹配枝節(jié)位置變化對輸入阻抗虛部的影響示意圖。
[0022]圖5為本實用新型天線的輸入阻抗參數(shù)圖。
[0023]圖6為本實用新型天線的方向圖。
[0024]圖中標號說明:1介質(zhì)基板、2 U形天線臂、3饋電環(huán)路、4饋電環(huán)路上邊、5矩形槽孔、6匹配枝節(jié)、7金屬反射板。
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進行進一步的說明。
[0026]圖1為本實用新型用于RFID的平面U形天線的正面示意圖，圖2為本實用新型用于RFID的平面U形天線的反面示意圖。本實施例以設計工作頻率為900MHz，輸入阻抗為30+j*320歐姆的天線為例進行說明。本實施例為一種用于RFID的平面U形天線，包括介質(zhì)基板1，印刷于介質(zhì)基板I上表面的U形天線臂2和饋電環(huán)路3，以及位于介質(zhì)基板I下表面的金屬反射板7。所述U形天線臂2與所述饋電環(huán)路3連接。所述饋電環(huán)路3為矩形，饋電環(huán)路上邊4的中心蝕刻有一個矩形槽孔5。
[0027]該實施例中，所述饋電環(huán)路3的中心具有匹配枝節(jié)6，匹配枝節(jié)6的位置可以調(diào)整天線的輸入阻抗。匹配枝節(jié)6的位置可以根據(jù)天線輸入阻抗的設計目標來確定。不同位置的匹配枝節(jié)6會產(chǎn)生不同的輸入阻抗的虛部，可以產(chǎn)生與RFID芯片阻抗共軛的復數(shù)阻抗，從而實現(xiàn)理想的共軛匹配，減小天線輸入端的反射。
[0028]參看圖3和圖4所示的天線中匹配枝節(jié)位置變化對天線輸入阻抗實部和虛部的影響，圖中H表示匹配枝節(jié)6相對于U形天線臂2的高度。當高度H從17_開始逐漸減小時，天線輸入阻抗的虛部有較為明顯的增加，而輸入阻抗的實部變化較小。結(jié)果表明，改變高度H，即調(diào)整匹配枝節(jié)的位置，可以控制天線輸入阻抗的虛部。
[0029]本實施例中所述饋電環(huán)路上邊4中心的矩形槽孔5用于與RFID芯片SL900A連接。圖5所示為本實施例的輸入阻抗參數(shù)圖，其中，采用了介電常數(shù)為4.5，厚度為6mm的羅杰斯TMM4板材。從圖中可以看出，本實施例在900MHz時的輸入阻抗為復數(shù)，輸入阻抗的值為30+j*320歐姆，與RFID芯片SL900A的輸入阻抗互為共軛，達到了良好的匹配。
[0030]圖6所示為本實施例天線在900MHz的方向圖，從圖中可以看出，天線的最大增益為4dBi，而一般的振子結(jié)構(gòu)的天線最大增益約為2dBi，本實施例通過使用金屬反射板提高了 2dB增益。
[0031]此外，本實施例中所述饋電環(huán)路3位于所述U形天線臂2的內(nèi)部。饋電環(huán)路3并未增加天線的面積，從而節(jié)約了電路板面積，有利于系統(tǒng)的小型化。同時，由于天線的底部為金屬反射板，在盡量不影響天線的性能的情況下，可以將天線安裝在金屬物體表面，因此，便于用于倉儲物流領(lǐng)域中金屬貨柜或集裝箱等應用場合。
【主權(quán)項】
1.一種用于RFID的平面U形天線，包括介質(zhì)基板(1)，印刷于介質(zhì)基板(I)上表面的U形天線臂(2)和饋電環(huán)路(3)，以及位于介質(zhì)基板(I)下表面的金屬反射板(7);其特征在于:所述U形天線臂(2)與所述饋電環(huán)路(3)連接；所述饋電環(huán)路(3)為矩形，饋電環(huán)路上邊(4)的中心蝕刻有一個矩形槽孔(5)。
2.如權(quán)利要求1所述的用于RFID的平面U形天線，其特征在于:所述饋電環(huán)路(3)的中心具有匹配枝節(jié)(6)，匹配枝節(jié)(6)的位置可以調(diào)整天線的輸入阻抗。
3.如權(quán)利要求2所述的用于RFID的平面U形天線，其特征在于:所述匹配枝節(jié)(6)可以包括I根或者多根枝節(jié)。
4.如權(quán)利要求1所述的用于RFID的平面U形天線，其特征在于:所述饋電環(huán)路(3)位于所述U形天線臂(2)的內(nèi)部。
5.如權(quán)利要求1所述的用于RFID的平面U形天線，其特征在于:所述金屬反射板(7)用于提高天線的增益，同時便于天線安裝在金屬表面。
6.如權(quán)利要求1所述的用于RFID的平面U形天線，其特征在于:天線的輸入阻抗為復數(shù)。
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于RFID的平面U形天線，包括介質(zhì)基板（1），印刷于介質(zhì)基板（1）上表面的U形天線臂（2）和饋電環(huán)路（3），以及位于介質(zhì)基板（1）下表面的金屬反射板（7）。所述U形天線臂（2）與所述饋電環(huán)路（3）連接。所述饋電環(huán)路（3）為矩形，饋電環(huán)路上邊（4）的中心蝕刻有一個矩形槽孔（5），饋電環(huán)路（3）中心具有匹配枝節(jié)（6）。本實用新型可以實現(xiàn)與RFID芯片阻抗共軛的復數(shù)輸入阻抗，饋電位置位于U形天線臂內(nèi)部，節(jié)約了電路面積，便于實現(xiàn)RFID系統(tǒng)的小型化，同時本實用新型使用了金屬反射板提高了增益，適合安裝在金屬表面，可廣泛應用于UHF頻段的RFID系統(tǒng)。
【IPC分類】H01Q1-50, H01Q1-38
【公開號】CN204375956
【申請?zhí)枴緾N201420814715
【發(fā)明人】夏景, 楊利霞, 鮑煦
【申請人】夏景
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2014年12月19日