一种超高频抗金属RFID标签天线制造技术

本发明专利技术公开了一种超高频抗金属RFID签天线，包括介质基板层、顶部辐射面与交指电容和底部辐射面的单层双面结构。所述介质基板层两边各有一个短接通孔，用于短接顶部辐射面和底部辐射面；所述顶部辐射面与交指电容所在面的中部开有一个用于焊接标签芯片的缝隙，缝隙与顶部辐射面之间串接着两个交指电容，极大减少了标签天线的宽度；所述底部辐射面为与顶部辐射面短接的一面金属。本发明专利技术的超高频抗金属射频识别标签天线结构简单，易于加工，便于安装，辐射效率高，应用稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种超高频抗金属RFID标签天线
本专利技术涉及天线
，特别涉及具体涉及一种超高频抗金属RFID标签天线。
技术介绍
射频识别(RFID，RadioFrequencyIdentification)技术是一种兴起于20世纪90年代的非接触自动识别技术，是继条码技术、光学字符识别技术、磁条技术、IC卡识别技术、声音识别技术和视觉识别技术后的又一种自动识别技术。该技术在国外应用较早，我国起步较晚，但也已经在工程上得到相关应用，而且越来越广泛，生活中几乎随处可见，越发引起人们的重视。而RFID系统则是指应用RFID技术设计制造的用于特定场合的电子系统，例如电子商务防盗系统、门禁系统、交通支付和单位用餐支付系统等。一个完整的RFID系统包括控制终端、读写器及标签，读写器与标签之间通过天线传递信息，从而实现自动识别，进行后续的读写操作。标签天线作为射频识别系统的一个重要组成部分，其地位非常重要。随着物联网的出现，大量传统行业纷纷走向智能化的道路，其中不乏许多金属制品的货物，而对于金属制品货物的射频识别，其难点就在于标签天线的设计。传统的标签天线设计大多采用柔性基底上设计折叠偶极子的方式来设计标签天线，但这种标签天线在金属表面时，由于金属表面对电磁波的反射作用和金属与标签之间的电磁感应而使标签天线无法正常工作。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种结构简单，易于加工，便于安装，辐射效率高，应用稳定的长条形超高频抗金属RFID标签天线。为实现以上目的，本专利技术采取如下技术方案：一种超高频抗金属RFID标签天线，包括介质基层，顶部辐射层和底部接地层；顶部辐射层为对称结构；顶部辐射层和底部接地层为导电金属层；顶部辐射层、底部接地层和介质基层的尺寸相同；顶部辐射层和底部接地层通过天线两端过孔连通；顶部辐射层顶部辐射层中间开有缝隙，缝隙两侧的分别有一个交指电容结构。进一步的，所述超高频抗金属RFID标签天线采用长条型设计，所述顶部辐射层、底部接地层和介质基底的尺寸相同，长度约为工作频段介质波长的二分之一，实现了较大的辐射效率。介质波长可用如下公式计算：其中，λ为介质波长，λ0为真空中的波长，εr为介质基底的相对介电常数。进一步的，所述两个过孔的间距约为介质波导波长的二分之一。进一步的，超高频抗金属RFID标签天线的材料为双面敷铜的Fr-4，Fr-4为介质基层，一个敷铜面作为顶部辐射层，另一个敷铜面作为底部接地层。进一步的，作为顶部辐射层的敷铜面中间有一条缝隙，缝隙两侧分别有一条弯折缝隙，形成两个交指电容结构，交指电容结构起到了串联电容的作用，能够增加容性从而减小天线宽度。进一步的，所述中间缝隙用于焊接芯片，进行馈电，其宽度根据所使用的标签芯片引脚宽度决定，如AlienHiggs-4芯片的SOT封装引脚宽度为1.2mm-1.4mm，缝隙宽度设计为1mm进一步的，所述天线关于长边镜面对称，属于对称结构，其辐射方向垂直顶部与底部，也就是垂直于安装物品表面，便于阅读。本专利技术相对于现有技术具有如下的优点和效果：1、本专利技术采用长条型设计，面积小，剖面低，易于安装，如易拉罐曲面金属表面可竖直安装在侧面，锡箔纸盒表面可与吸管一起使用热熔胶粘贴。2、本专利技术辐射效率高于30％，明显高于同等级尺寸的标签天线，具有高辐射效率。3、本专利技术采用Fr-4基板直接加工可得，造价低，易于商用。4、本专利技术除最优设计配置下良好工作外，在其他如金属表面、液体容器表面和非导电物品表面等应用场景也可以正常工作，应用场景广泛。综上所述，本专利技术的天线结构简单，易于加工，便于安装，辐射效率高，应用稳定，主要应用于抗金属但不仅限于抗金属。附图说明图1是本专利技术超高频抗金属射频识别标签天线实施例结构侧视图；图2是本专利技术超高频抗金属射频识别标签天线实施例结构俯视图；图3是本专利技术超高频抗金属射频识别标签天线实施例在最优设计时的反射系数图；图4是本专利技术超高频抗金属射频识别标签天线实施例在最优设计时的辐射方向图，Phi＝270(90)(YOZ平面)。具体实施方式下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。图1为本专利技术实施例结构侧视图，如图1所示，一种超高频抗金属RFID标签天线，包括介质基层1，顶部辐射层2和底部接地层3；顶部辐射层2和底部接地层为导电金属层；顶部辐射层2、底部接地层3和介质基层1的尺寸相同，长度约为工作频段介质波长的二分之一；顶部辐射层2和底部接地层3通过天线两端过孔4连通，两个过孔4之间的间距约为工作频段介质波长的二分之一。图2为本专利技术实施例结构俯视图，如图2所示，顶部辐射层为对称结构，顶部辐射层上开有弯折缝隙7和缝隙6。弯折缝隙7使两侧的金属层形成交指电容结构5；缝隙6位于中间，缝隙6中间焊接标签芯片9，缝隙6的宽度根据标签芯片9的引脚宽度决定；交指电容结构5起到了串联电容的作用，可有效增加容抗以减少标签天线的宽度；天线两端的过孔8连通顶部辐射层和底部接地层。顶部辐射层、底部接地层和介质基层的尺寸相同，长度约为工作频段介质波长的二分之一，在本实施例中，天线的长度优选为75mm，宽度优选为4mm，尺寸一般饮品吸管尺寸相近，所以尺寸极小，易于安装。交指电容指宽0.2mm，指间间距0.2mm，指长6mm，可有效加入容抗以减少标签天线的宽度，该实施例的宽度仅为4mm。在本实施例中，采用双面敷铜的Fr-4，Fr-4为介质基层，厚度为2mm，一个敷铜面作为顶部辐射层，开弯折缝隙和中间缝隙，形成对称辐射结构，另一个敷铜面作为底部接地层，敷铜面全部保留，采用Fr-4基底，造价低廉，成本低，便于商用。中间缝隙的宽度根据标签芯片的引脚宽度决定，在本实施例中，采用AlienHiggs-4芯片的SOT封装，其引脚宽度为1.2-1.4mm，缝隙宽度优选为1mm，便于焊接。图3为本实施例915MHz的远场辐射增益图(YOZ平面)，最大增益可达-1.5dB，优于绝大多数抗金属标签天线，由辐射增益图也可知该实用例于空气中近似偶极子辐射性能，而位于金属上方时，会受金属影响，朝背离金属方向辐射。将本使用新型的实施例用2mm后的双面胶粘贴于45mm*120mm金属片上空，测试反射系数，结果如图4所示，由图可知该实施例-10dB带宽达10MHz，且在915MHz中心频率的反射系数小于-20dB，匹配良好。根据测试结果，本专利技术的实施例直接在空气中、在使用1mm厚双面胶或者热溶胶直接贴于金属表面或盛有液体的容器表面时,亦可正常工作。上述实施例为本专利技术最优的实施方式，但本专利技术的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本专利技术的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超高频抗金属RFID标签天线，其特征在于：包括介质基层、顶部辐射层和底部接地层；顶部辐射层、底部接地层和介质基层的尺寸相同，顶部辐射层和底部接地层为导电金属材料，两者通过天线两端的过孔连通；顶部辐射层中间开有缝隙，缝隙两侧的分别有一个交指电容结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种超高频抗金属RFID标签天线，其特征在于：包括介质基层、顶部辐射层和底部接地层；顶部辐射层、底部接地层和介质基层的尺寸相同，顶部辐射层和底部接地层为导电金属材料，两者通过天线两端的过孔连通；顶部辐射层中间开有缝隙，缝隙两侧的分别有一个交指电容结构。


2.根据权利要求1所述的一种超高频抗金属RFID标签天线，其特征在于，进一步的，所述超高频抗金属RFID标签天线采用长条型设计，长度约为工作频段介质波长的二分之一，实现了较大的辐射效率。


3.根据权利要求1所述的一种超高频抗金属RFID标签天线，其特征在于，所述缝隙用于焊接标签芯片进行馈电，所述缝隙宽度根据使用的标签芯片引脚宽度决定。


4.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：何赛灵，李来军，
申请(专利权)人：绍兴图聚光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33