射频天线制造技术

本发明专利技术涉及一种射频天线，其包括：天线线圈，用以发射或接收电磁波信号；天线匹配模块，与天线线圈连接，用以发射或接收电信号；金属层，与天线线圈之间的相对位置固定，并且彼此绝缘；金属层用以屏蔽天线线圈向外界发射电磁波信号或接收来自外界的电磁波信号，其中金属层在天线线圈与外界之间留有信号通道，天线线圈通过信号通道发射或接收电磁波信号。该射频天线通过金属层，来屏蔽外部金属对天线线圈的影响，提升射频天线的抗金属性能；天线线圈可通过信号通道发射或接收特定方向的电磁波信号，可以避免外部干扰信号影响射频天线；并且控制射频天线发射的电磁波信号的外沿，使用多个射频天线时，不会产生相关干扰问题及窜读现象。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及射频识别领域，特别是设及一种射频天线。
技术介绍
在现有射频识别
，最小的射频识别系统一般包括射频读写设备、射频天 线W及固定在待识别物品上的射频标签，使用时射频读写设备产生的射频信号经射频天线 输出，对射频天线识读区域内的射频标签进行读取等操作，射频标签上携带的信息再经射 频天线反馈至射频读写设备内部的信号接收电路，射频读写设备对接收到的信息进行处理 后，即可完成对射频标签W及其所表示的物体的ID识别。在该系统中，射频天线是整个射 频识别系统的重要组成部分，其完成射频识别系统中电磁波的发射和接收。 现有的射频天线一般由天线线圈与天线匹配模块两部分组成。当金属物体靠近天 线线圈时，会使其失配，驻波比偏离导致射频天线的性能下降，进而引起检卡距离变近，能 量反射也会变大使得读写设备发热量增加；当射频天线在有电磁干扰的环境下工作时，干 扰信号会通过射频天线加大读写设备的噪声，导致读写设备的读写性能下降；另外，现有的 射频天线产生的磁场外沿不可控，其不能适用于多个射频天线密集使用的场合，否则会引 起相邻射频天线之间窜读W及相互干扰等问题。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种性能不易受外界影响、能发射或接收特定电磁波的射频 天线。 阳〇化]一种射频天线，用于W非接触方式进行数据通信的射频识别系统中，其包括：天线 线圈，用W发射或接收电磁波信号；天线匹配模块，与所述天线线圈连接，用W发射或接收 电信号；金属层，与所述天线线圈之间的相对位置固定，并且彼此绝缘；所述金属层用W屏 蔽所述天线线圈向外界发射电磁波信号或接收来自外界的电磁波信号，其中所述金属层在 所述天线线圈与外界之间留有信号通道，所述天线线圈通过所述信号通道发射或接收电磁 波信号。 上述射频天线通过金属层，来屏蔽外部金属对天线线圈的影响，提升射频天线的 抗金属性能；并且金属层留有信号通道，金属层可W反射或吸收电磁波信号，天线线圈只能 通过信号通道发射或接收特定方向的电磁波信号，运样就可W避免外部干扰信号影响射频 天线；并且可W控制射频天线发射的电磁波信号的外沿，使用多个射频天线时，不会产生相 关干扰问题及窜读现象。 在其中一个实施例中，所述金属层形成具有开口的空腔，所述开口为所述信号通 道，所述天线线圈设置在所述空腔内。 在其中一个实施例中，所述空腔的形状为长方体或正方体，所述开口为所述长方 体或正方体的任意一面。 在其中一个实施例中，所述天线线圈所处的平面与所述开口所处的平面平行。 在其中一个实施例中，所述射频天线还包括非金属层，所述非金属层设置在所述 金属层与所述天线线圈之间。 在其中一个实施例中，所述天线线圈W-圈W上的环绕构成。 在其中一个实施例中，所述天线线圈在平面内W满旋状盘卷而构成。 在其中一个实施例中，所述金属层由金属板材形成。 在其中一个实施例中，根据所述天线线圈和所述金属层的相对位置调节所述天线 匹配模块的内部元器件的参数。 在其中一个实施例中，所述天线匹配模块W阻容匹配形式或变压器匹配形式构 成。【附图说明】图1为本专利技术实施例中的射频天线的结构示意图； 图2为图1中沿A-A的剖面示意图；[001引图3为本专利技术实施例中的射频天线W变压器匹配形式的等效电路图； 图4为本专利技术实施例中的射频天线W阻容匹配形式的等效电路图。【具体实施方式】 请参考图1，图1为在此披露的射频天线100的结构示意图，该射频天线100可W 应用于射频识别技术中，其常用频段有低频、高频（13. 56Mhz)、超高频等。该射频天线100 包括天线线圈110、天线匹配模块130和金属层150。射频天线110和天线匹配模块130连 接，天线匹配模块130可W与射频读写设备连接，射频读写设备输出的射频信号经过天线 匹配模块130和天线线圈110处理后，通过天线线圈110将电磁波信号发射出去；当天线线 圈110接收到射频标反射的电磁波信号后经过天线匹配模块130处理后回传给射频读写设 备。金属层150与天线线圈110绝缘连接，金属层150可W屏蔽电磁波信号，该金属层150 留有信号通道，电磁波信号可W通过该信号通道，从而天线线圈110可W通过该信号通道 发射或接收电磁波信号。 W下结合具体实施例来详细介绍该射频天线100。 请继续参考图1，该天线线圈110为单圈，并且其形状大致呈矩形，即该矩形的天 线线圈110的首尾与天线匹配模块130连接。当然，该天线线圈110还可W为一圈W上的 线圈环绕构成，或者也可W为在某一平面内呈满旋状盘卷而构成。天线线圈110的尺寸、形 状、圈数、线宽等可W在考虑射频天线100所要求的性能后适当设置。可用任意方法来形成 该天线线圈100,其可W由导电材料绕制而成，也可W由印刷电路板上的铜制线圈形成、也 可W在具有绝缘层的基板上形成金属膜后、利用蚀刻、冲切等工艺形成等等。 天线匹配模块130用来实现阻抗匹配，本领域技术人员可W理解的是，该天线匹 配模块130 -般包括电阻、电容、变压器等，该天线匹配模块130可WW阻容匹配形式或变 压器匹配形式或其他匹配形式构成。 请继续参考图1，在本实施方式中，金属层150形成一个一面为开口 151的长方体， 该开口 151即为信号通道，电磁波信号可W通过该开口 151。在此仅为了描述方便，定义该 开口为顶面，与顶面相对的面为底面，其余四个面为侧面。由四个侧面和底面形成一个非闭 合的空腔，天线线圈110设置在该空腔内，天线线圈110与金属层150为绝缘连接。在本实 施方式中，为了能够发射信号强度较强的电磁波信号，天线线圈110所处的平面可W与顶 面平行。可W用任意方法来绝缘连接天线线圈110和金属层150，可W在底面上方设置非金 属层，该非金属层为绝缘，天线线圈110设置在非金属层上；可W在底面或/和侧面设置绝 缘连接件，绝缘连接件支撑天线线圈110等。天线线圈110与金属层150各个面之间的距 离，可W调节相应连接方式的参数来调节。 当天线线圈110与金属层150之间的相对位置固定后，为了提高射频天线100的 传输效率，可W调节天线匹配模块130内部元器件的参数，使得射频天线100的驻波比调整 至1附近。在本实施方式中，在保证射频天线的品质因数、驻波比等参数相同的情况下，可 W通过适当加大天线线圈110所处平面与底面的间距W及天线线圈与四个侧面面的垂直 距离的方式，W实现提高射频天线上方的标签检测和读写性能的目的。也可W在保射频天 线的品质因数、驻波比等参数相同W及天线线圈110所在平面与底面相对位置不变的情况 下，可W通过适当增高金属层150的四个侧面的高度的方式，W实现减小射频天线四周磁 场外沿的目的。当外部金属物体靠近调整完成后的射频天线时，金属层150会起到有效的屏蔽作 用，使得外部金属物体不会影响天线线圈110的电感值，从而改变射频天线100的参数W及 影响射频天线100的性能。由于金属层150可W反射或吸收电磁波信号，电磁波信号只能 从顶面的开口被天线线圈110接收，运样就可W避免外部干扰信号通过射频天线100传入 射频读写设备，从而降低了射频读写设备的噪声，提高了其信噪比W及检卡性能。请参考图 2,图2中的虚线示意性的示出了天线线圈130发射的电磁波信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种射频天线，用于以非接触方式进行数据通信的射频识别系统中，包括：天线线圈，用以发射或接收电磁波信号；天线匹配模块，与所述天线线圈连接，用以发射或接收电信号；其特征在于，所述射频天线还包括：金属层，与所述天线线圈之间的相对位置固定，并且彼此绝缘；所述金属层用以屏蔽所述天线线圈向外界发射电磁波信号或接收来自外界的电磁波信号，其中所述金属层在所述天线线圈与外界之间留有信号通道，所述天线线圈通过所述信号通道发射或接收电磁波信号。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：任永涛，纪圣华，杨青松，孙杰林，郭辰明，朱庆贤，李壮，梁军伟，
申请(专利权)人：威海北洋电气集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37