本发明专利技术公开一种多应用环境下的宽带ＵＨＦ ＲＦＩＤ电子标签天线，包括上介质基板和下介质基板和泡沫材料层；所述下介质基板为铁氧体磁性材料，下介质基板的上表面贴有铜皮地板；上介质基板的上表面附着两个均带有Ｔ型缝隙的辐射铜片；所述两个辐射铜片各开有一缺口，该两缺口位于Ｔ型缝隙下方，两个辐射铜片分开布置于上介质基板的上表面且相互对称；两个辐射铜片各自通过一铜皮短路片连接到铜皮地板；两个辐射铜片的所述缺口处各自通过一微带线连接至铜皮匹配网络，铜皮匹配网络设有天线输入端口。本发明专利技术体积小、结构简单，具有宽带特性，能在多种工作环境下覆盖多个不同地区的ＵＨＦ ＲＦＩＤ工作频段，读写标签卡灵敏度高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种射频识别电子标签天线，具体是涉及一种可应用在超高频段(UHF) 范围内，可直接应用在多种环境下的宽带UHF电子标签天线。
技术介绍
射频识别技术是非接触式的识别，是一种通过无线射频方式进行非接触式的双向数据 通信，对目标加以识别并获取相关信息的自动识别技术。射频识别系统主要由阅读器、中 间件以及电子标签三部分所组成。电子标签由片上天线及集成芯片组成，通过电磁波与阅 读器进行数据交换，具有智能读写和加密通信功能。天线是一种以电磁波形式把前端射频 信号功率接收或者发射出去的装置，是电路与空间的界面器件，用来实现导行波与自由空 间波能量的转化。在RFID系统中，电子标签天线承担接收能量的作用，对整个RFID系 统起关键作用。目前，射频识别的工作频率包括低频，高频，超高频及微波频段，尤其以高频和超高 频的应用最为广泛。射频识别标签按照供电原理可以分为主动(有源)标签和被动(无源) 标签。主动标签自身携带电池为其提供读写器通信所需的能量；被动标签则采用反向散射 工作方式，即通过电子标签天线从读写器中发出的电磁波获得能量激活芯片，并调节射频 识别标签芯片与电子标签天线的匹配程度，将储存在标签芯片中的信息反馈给读写器。因 此，射频识别电子标签天线的阻抗必须与标签芯片的输入阻抗共轭匹配，以使得标签芯片 能够最大限度地获得射频识别读写器所发出的电磁能量。此外，超高频波段的射频对金属 非常敏感，导致目前这种工作频率的被动标签无法在具有金属表面的物体上正常工作。射 频识别应用最为广泛的物流行业多为金属环境，所以金属敏感性这一缺点大大限制了其在 物流行业的应用。铁氧体磁性材料的应用很广泛，可用于电声、电信、电表、电机中，还可作记忆元件、 微波元件等。可用于记录语言、音乐、图像信息的磁带、计算机的磁性存储设备、乘客乘 车的凭证和票价结算的磁性卡等。就目前技术而言，没有直接将铁氧体材料应用于电子标 签天线的设计。开发适合于多种芯片、低成本、多用途的电子标签天线是射频识别得到广 泛普及的关键技术之一。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的上述缺点，提供一种多应用环境下的宽带射频 识别电子标签天线。本专利技术具有宽带特性，能工作于多种环境中，在多种环境下覆盖多个 不同地区的UHFRFID工作频段。本专利技术工作在非金属表面环境下可达到10%的相对带 宽，回波损耗〈7.4dB;工作在金属表面环境下可达到9.9%的相对带宽，回波损耗〈7.4dB。 本专利技术的目的通过如下技术方案实现多应用环境下的宽带UHF RFID电子标签天线，其包括上介质基板和下介质基板， 上介质基板和下介质基板之间设有泡沬材料层；所述下介质基板为铁氧体磁性材料，下介 质基板的上表面贴有铜皮地板；上介质基板的上表面附着两个均带有T型缝隙的辐射铜 片；所述两个辐射铜片各开有一缺口，该两缺口分别位于两T型缝隙下方，两个辐射铜 片分开布置于上介质基板的上表面且相互对称;两个辐射铜片各自通过一铜皮短路片连接 到铜皮地板；两个辐射铜片的所述缺口处各自通过一微带线连接至铜皮匹配网络，铜皮匹 配网络上设有天线输入端口。上述多应用环境下的宽带UHF RFID电子标签天线中，所述铜皮匹配网络带有去除 铜皮的"一"字型缝隙，缝隙大小满足电子标签天线的阻抗与相连的标签芯片阻抗相匹配。上述多应用环境下的宽带UHFRFID电子标签天线中，所述缺口为长方形。上述多应用环境下的宽带UHFRFID电子标签天线中，所述两铜皮短路片(21、 22) 分别位于所述铜皮地板(31)两侧边上方且左右对称。所述左右对称辐射单元之间间距宽度可调。所述对称放置的铜皮短路片宽度和位置可调。相对于现有技术相比，本专利技术具有如下优点和有益效果(1) 本专利技术引入了带有"一"字型缝隙的铜皮匹配网络，通过调节铜皮匹配网络缝 隙大小，用于调整电子标签天线的输入阻抗，使天线的阻抗很好地与电子标签芯片的输入 阻抗共轭匹配，使天线具有较大的带宽。(2) 本专利技术下介质基板的上表面贴有铜皮，使其成为反射面板，从而使得金属不但 不会影响标签的读出效果，反而能使金属反射的电磁场与标签天线的场叠加，达到使标签 天线的阅读距离进一步提高的效果，实现电子标签可直接应用于金属表面的功能。同时， 现有技术中尚没有直接将铁氧体材料应用于电子标签天线的设计，经多次深入研究，本发 明下介质基板采用铁氧体磁性材料。铁氧体材料吸收电磁波能力强，而反射，折射，散射 透射都很小。大量实验表明，采用铁氧体磁性材料作为下介质基板并结合本专利技术的结构设计，可以吸收和阻止金属面的高频反射波能量，使得最终的返回信号不会受到金属表面反 射波的干扰，使读写标签卡灵敏度大为提高。(3) 本专利技术能够用于多种非金属表面环境下，如自由空间，玻璃，水，橡胶表面， 可同时涵盖欧洲的866 869MHz的射频识别系统，中国的920~925MHz射频识别系统和 北美的902 928MHz的射频识别系统；本专利技术电子标签天线应用于非金属表面，可达到 10%的相对带宽，回波损耗〈7.4dB，最大阅读距离可达6.5米；(4) 本技术还具有低剖面、体积小、结构简单、容易加工、成本低的特点。附图说明图1为本专利技术多应用环境下的宽带UHFRPID电子标签天线的整体结构示意图。 图2为图1中上介质基板的俯视图。 图3为图1中下介质基板的俯视图。 图4为图1的左右视图。图5为本专利技术多应用环境下的宽带UHF RFID电子标签天线在自由空间和金属表面 的回波损耗图。 具体实施方案下面结合附图对本专利技术作进一步详细的说明，但本专利技术的实施方式不限于此。 图1为本专利技术多应用环境下的宽带UHF RFID电子标签天线的整体结构示意图。如 图1所示，带有多应用环境下的宽带UHFRFID电子标签天线包括上介质基板1、泡沫材 料层2和下介质基板3。下介质基板3为铁氧体磁性材料。带有双T型缝隙15、 16辐射 单元的左右对称辐射铜片，贴在上介质基板1的上表面；介质基板1的背面没有铜皮；铜 皮地板贴在下介质基板3的上表面；带有去除铜皮T型缝隙的铜皮辐射单元分别通过对 称铜皮短路片21、 22连接到铜皮地板；介质基板层上表面的对称铜皮辐射单元两个辐射 铜片各开有一缺口，该两缺口位于T型缝隙下方；两个辐射铜片的缺口处分别经左右微 带线13、 14连接至铜皮匹配网络17;铜皮匹配网络通过天线输入端口 19直接连接射频 识别芯片。用于改善当标签天线放置于金属表面性能的泡沫材料空气层2介于上介质基板 1和下介质基板3之间，用于减小当标签天线放置于金属表面时，金属表面对天线的衰减， 改善标签天线的性能。图2为图1中上介质基板1的俯视图。根据平面偶极子天线的谐振原理，当天线长度 等于谐振频率点波长的1/4或者1/2时都会引起谐振。左右辐射单元对角线的长度加上微5带线及匹配网络的长度等于卯0MHz频率点的1/2波长，故该天线谐振于900MHz频段。 左右对称辐射贴片单元11、 12为开有T型缝隙的铜皮，左右辐射单元ll、 12的大小可 控制天线的工作频段；微带线13连接左辐射单元11和匹配网络17，微带线14连接右辐 射单元12和匹配网络17;微带线的长度可控制天线的工作频段，增加微带线的长度，谐 振频率下降，反之，谐振频率增本文档来自技高网...
【技术保护点】
多应用环境下的宽带ＵＨＦ ＲＦＩＤ电子标签天线，其特征在于包括上介质基板（１）和下介质基板（３），上介质基板（１）和下介质基板（３）之间设有泡沫材料层（２）；所述下介质基板（３）为铁氧体磁性材料；下介质基板（３）的上表面贴有铜皮地板（３１）；上介质基板（１）的上表面附着两个均带有Ｔ型缝隙（１５、１６）的辐射铜片（１１、１２）；所述两个辐射铜片（１１、１２）各开有一缺口，该两缺口分别位于两Ｔ型缝隙（１５、１６）下方，两个辐射铜片（１１、１２）分开布置于上介质基板（１）的上表面且相互对称；两个辐射铜片（１１、１２）各自通过一铜皮短路片（２１、２２）连接到铜皮地板（３１）；两个辐射铜片（１１、１２）的所述缺口处各自通过一微带线（１３、１４）连接至铜皮匹配网络（１７），铜皮匹配网络（１７）上设有天线输入端口（１９）。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：胡斌杰，陈秋珍，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]
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