一种小型抗金属宽带标签天线制造技术

本实用新型专利技术公开了一种小型抗金属宽带标签天线，属于微波技术领域。本实用新型专利技术是在介电常数为4.4的FR4介质基板上设计顶层辐射单元。顶层辐射单元由类偶极子辐射贴片、匹配网络和矩形馈线单元组成，介质版底层是接地的反射板。本实用新型专利技术采用差分馈电的方式；通过调节顶层类偶极子的长度、匹配网络的尺寸、辐射贴片两端的加载电容的大小可以得到宽带、阻抗匹配良好的天线，可用于RFID对金属物体进行识别追踪的通信系统中，并具有结构简单、体积小巧、制作成本低廉等优点。

Small metal resistant broadband label antenna

The utility model discloses a small metal wide band label antenna, belonging to the microwave technology field. The utility model designs a top radiation unit on a FR4 medium substrate with a dielectric constant of 4.4. The top layer radiating element is composed of dipole, radiation patch, matching network and rectangular feeder unit, and the bottom of dielectric plate is a reflecting plate grounded. The utility model adopts differential feed way; through the load capacitance matching network regulation top-level class dipole length, the size, the size of the ends of the radiation patch can get good impedance matching, broadband antenna, can be used for communication system identification tracking on metallic objects of RFID, and has the advantages of simple structure, small volume, low production cost, etc..

【技术实现步骤摘要】
一种小型抗金属宽带标签天线
本技术涉及一种小型抗金属宽带标签天线，属于微波

技术介绍
RFID技术作为物联网技术中较为流行的技术最近几年得到了迅速发展，从零售业、物流业、交通业的一系列大系统的应用到门禁管理，仓库管理等中心型系统，RFID技术形成了跨行业、多领域的产业链和市场。RFID射频识别系统包括标签(tag)、阅读器(reader)和天线(antenna包括标签天线和阅读器天线)。其中，携带相关信息的标签会被贴附在物体上，这就需要标签天线的小型化、简单化、易于加工。由于各个国家地区的RFID频段的差异，为了避免跨国家地区使用而带来的不便，标签天线应具有一定的带宽。另外，金属物体会影响传统标签天线的性能，进而影响整个RFID系统的工作。传统的标签天线采用偶极子天线有一定的带宽但不具有抗金属性能，而一些抗金属的贴片天线的带宽却很窄。本技术将提出一种新的小型抗金属宽带标签天线结构。
技术实现思路
本技术的所要解决的技术问题在于针对
技术介绍
存在的问题，提出一种新的小型抗金属宽带标签天线结构，该天线具有抗金属性能，带宽宽，单向辐射，结构简单、体积小、剖面尺寸低且便于制作实现。本技术为解决上述技术问题而采用如下技术方案：一种小型抗金属宽带标签天线，包括介质基板、分别印刷设置在介质基板正反两面的顶层辐射单元和底层辐射单元：所述顶层辐射单元包括弯折类偶极子、匹配网络、矩形馈线单元和加载电容；所述底层辐射单元为金属接地板；所述顶层辐射单元包括顶层辐射贴片及馈电贴片，所述的顶层辐射贴片包括对称分布的弯折类偶极子及与其连接的一对加载电容，所述的馈电贴片包括设置在介质基板中部的匹配网络及矩形馈线单元，所述小型抗金属宽带标签天线采用匹配网络馈电；其中，馈电端口采用矩形馈线单元。进一步的，本技术提出的小型抗金属宽带标签天线，天线的抗金属特性通过在介质基板底层加接地板来实现。进一步的，本技术提出的小型抗金属宽带标签天线，所述介质基板采用介电常数为4.4的FR4介质。进一步的，本技术提出的小型抗金属宽带标签天线，所述的介质基板为矩形，所述弯折类偶极子由位于介质基板顶部的矩形馈线单元分割成两个呈轴对称形状的部分，分别分布在顶层辐射单元的左右两边，馈线单元连接弯折类偶极子的两个臂，弯折类偶极子由金属条沿介质基板顶边及左右两边分布并分别经过4个90°角弯折构成，对称的弯折类偶极子的两部分末端分别添加了一个加载电容，所述弯折类偶极子采用折叠的方法与传统偶极子相比减小了天线的尺寸。进一步的，本技术提出的小型抗金属宽带标签天线，所述的匹配网络设置在介质基板上部中央，由相连接的三个金属条构成，这三个金属条与介质基板顶部的由馈线单元连接的弯折类偶极子的两个臂围成矩形，馈线单元位于所述匹配网络与弯折类偶极子所围成的矩形顶边的正中。匹配网络与弯折类偶极子所围成的矩形长a为7mm，宽c为4.5mm，为了与具有复数阻抗的芯片在915MHz频率形成共轭匹配。进一步的，本技术提出的小型抗金属宽带标签天线，采用长宽分别为7mm和3mm的矩形加载电容使得天线的尺寸缩小。本技术采用以上技术方案，具有以下技术效果：本技术通过匹配网络和加载电容的组合，天线的阻抗带宽可达到850MHz-930MHz(按回波损耗低于-10dB计)；本技术采用差分馈电的方式；通过调节顶层类偶极子的长度、匹配网络的尺寸、辐射贴片两端的加载电容的大小可以得到宽带、阻抗匹配良好的天线，可用于RFID对金属物体进行识别追踪的通信系统中，并具有抗金属性能和单向辐射特性，结构简单、体积小巧、制作成本低廉且易于加工等优点。附图说明图1是天线的立体结构与参考坐标示意图。图2是天线的正面结构与参考坐标示意图。图3是仿真的天线输入阻抗。图4是仿真的天线回波损耗特性曲线。图5是仿真的天线方向图。其中：1-介质基板,2-弯折类偶极子，3-匹配网络，4-馈线单元，5-加载电容。具体实施方式下面结合附图对本技术的技术方案做进一步的详细说明：下面详细描述本技术的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本技术，而不能解释为对本技术的限制。本
技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本技术所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。本技术涉及一种小型抗金属宽带标签天线，包括介质基板1以及分别设置在介质基板1正反两面的顶层辐射单元和接地板，其特征在于：所述顶层辐射单元包括顶层辐射贴片及馈电贴片，所述的顶层辐射贴片包括对称分布的弯折类偶极子2及与其连接的一对加载电容5，所述的馈电贴片包括设置在介质基板1中部的匹配网络3及馈线单元4，所述小型抗金属宽带标签天线采用匹配网络3馈电；其中，馈电端口采用矩形的馈线单元4。作为优选方案，所述的介质基板1为矩形，所述弯折类偶极子2由位于介质基板1顶部的矩形馈线单元4分割成两个呈轴对称形状的部分，分别分布在顶层辐射单元的左右两边，馈线单元4连接弯折类偶极子2的两个臂，弯折类偶极子2由金属条沿介质基板1顶边及左右两边分布并分别经过4个90°角弯折构成，弯折类偶极子2采用折叠的方法与传统偶极子相比减小了天线的尺寸，对称的弯折类偶极子2的两部分末端分别添加了一个加载电容5。作为优选方案，所述的匹配网络3设置在介质基板1上部中央，由相连接的三个金属条构成，这三个金属条与介质基板1顶部的由馈线单元4连接的弯折类偶极子2的两个臂围成矩形，馈线单元4位于所述匹配网络3与弯折类偶极子2所围成的矩形顶边的正中。作为优选方案，所述矩形馈线单元4的上下两条边与构成弯折类偶极子2的两个臂的金属条的上下两条边平行。作为优选方案，所述的接地板为金属接地板。金属接地板相当于反射板，实现天线的抗金属性能并使得天线具有单向辐射特性，使得天线能应用于金属物体的识别和追踪。作为优选方案，所述介质基板1采用介电常数为4.4的FR4介质。作为优选方案，匹配网络3与弯折类偶极子2所围成的矩形长a为7mm，宽c为4.5mm。作为优选方案，所述的加载电容5为矩形，加载电容5的长g为7mm，宽f为3mm。作为优选方案，所述馈线单元4为正方形，其边长i为1mm；所述构成匹配网络3的金属条宽度b为1mm；构成弯折类偶极子2的金属条宽度k为1mm；所述弯折类偶极子2经过第一次90°弯折后沿介质基板1侧边的金属条与加载电容5之间的距离j为1mm，构成弯折类偶极子2的金属条经过第二次90°弯折后沿介质基板1底边的长度m为7mm。作为优选方案，所述介质基板1的长度e为26mm,宽度h为11mm,厚度d为1.6mm，本天线采用型号为Monza4的芯片(芯片位于仿真中的馈电点的位置)。实施例一如图1、图2所示，本技术的结构是：天线制作在介电常数为4.4的FR4介质基板1上，辐射单元由顶层辐射单元与底层金属接地板构成，正本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种小型抗金属宽带标签天线，包括介质基板(1)以及分别设置在介质基板(1)正反两面的顶层辐射单元和接地板，其特征在于：所述顶层辐射单元包括顶层辐射贴片及馈电贴片，所述的顶层辐射贴片包括对称分布的弯折类偶极子(2)及与其连接的一对加载电容(5)，所述的馈电贴片包括设置在介质基板(1)中部的匹配网络(3)及馈线单元(4)，所述小型抗金属宽带标签天线采用匹配网络(3)馈电；其中，馈电端口采用矩形的馈线单元(4)。

【技术特征摘要】
1.一种小型抗金属宽带标签天线，包括介质基板(1)以及分别设置在介质基板(1)正反两面的顶层辐射单元和接地板，其特征在于：所述顶层辐射单元包括顶层辐射贴片及馈电贴片，所述的顶层辐射贴片包括对称分布的弯折类偶极子(2)及与其连接的一对加载电容(5)，所述的馈电贴片包括设置在介质基板(1)中部的匹配网络(3)及馈线单元(4)，所述小型抗金属宽带标签天线采用匹配网络(3)馈电；其中，馈电端口采用矩形的馈线单元(4)。2.根据权利要求1所述的一种小型抗金属宽带标签天线，其特征在于：所述的介质基板(1)为矩形，所述弯折类偶极子(2)由位于介质基板(1)顶部的矩形馈线单元(4)分割成两个呈轴对称形状的部分，分别分布在顶层辐射单元的左右两边，馈线单元(4)连接弯折类偶极子(2)的两个臂，弯折类偶极子(2)由金属条沿介质基板(1)顶边及左右两边分布并分别经过4个90°角弯折构成，对称的弯折类偶极子(2)的两部分末端分别添加了一个加载电容(5)。3.根据权利要求2所述的一种小型抗金属宽带标签天线，其特征在于：所述的匹配网络(3)设置在介质基板(1)上部中央，由相连接的三个金属条构成，这三个金属条与介质基板(1)顶部的由馈线单元(4)连接的弯折类偶极子(2)的两个臂围成矩形，馈线单元(4)位于所述匹配网络(3)与弯折类偶极子(2)所围成的矩形顶边的正中。4.根据权利要求2所述的一种小型...

【专利技术属性】
技术研发人员：程勇，康枫蓉，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：新型
国别省市：江苏,32