放置长度小于天线谐振波长一半的偶极部件以使其卷曲并使馈电部件（１１）馈电给芯片。设置用于调节天线电感器的电感部件（１２）以使其夹在馈电部件（１１）之间。利用卷曲的偶极部件内部的空间设置电感器（１２）。通过设置电感部件（１２），能够调节该天线的电感器以使其与连接到馈电部件（１１）的芯片的电容在预定的频率谐振。这时，虽然根据计算该天线的辐射电阻变得非常大，但是由于损耗实际上与芯片的电阻几乎相同，并且能够将该天线接收到的功率供给该芯片。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种与RFID读出器/写入器进行通信的非接触标签天线。
技术介绍
一种系统被称作RFID系统，该系统通过使用UHF频带(860到960MHz)的无线电信号，从读出器/写入器发送大约1W的信号，在标签端接收这个信号并再将响应信号返回到读出器/写入器，使读出器/写入器读取来自标签的信息。虽然根据标签天线增益、芯片工作电压以及周围环境读出器/写入器与标签端之间的通信距离不同，但是通信距离大约是3米。标签包括厚度为10μm到30μm的天线和连接到天线馈电点的LSI芯片。图1A到图1C是解释传统RFID系统中使用的标签天线的示意图。图2是示出RFID标签天线的等效电路的示意图。图3是示出根据传统标签天线的导纳圆图的分析实例的示意图。如图2所示，该LSI芯片可以由电阻器Rc(例如，1200Ω)和电容器Cc(例如，0.7pF)的并联连接来等效地表示。这在图3的导纳圆图中标记为圆圈的位置示出。在另一方面，该天线可以由电阻器Rc(例如，1000Ω)和电感器(例如，40nH)的并联连接来等效地表示。通过LSI芯片和天线的并联连接，电容和电感谐振，并如从谐振频率的公式f0=1/(2π(LC))]]>所见，天线和芯片能够在期望的谐振频率f0匹配，并且将天线的接收功率充足地供给芯片端。作为用作标签天线的基本天线，考虑图1A所示的总长度是145mm的偶极天线。在这种天线中，偶极部件10与馈电部件11连接，从由偶极部件10接收的信号中提取电功率，馈电部件馈电给芯片并将信号本身也发送到芯片。然而，如图3中由三角形所示，如果f＝953MHz，Ra＝72Ω并且虚数部分＝0。然而，由于RFID标签天线的辐射电阻Ra需要大约1000Ω的极高值，所以必须增加Ra。因而，如图1B所示，众所周知实现了总长度大约145mm的折叠偶极天线并且根据线宽可以将Ra增加到大约300Ω到1500Ω。除了图1A中的偶极部件10变为折叠偶极部件10a以外，图1B与图1A相同。图3示出Ra＝1000Ω的实例。此外，如图1C所示，通过将电感部件12并联连接到这个折叠偶极天线，其在导纳圆图中向左旋转并且虚数分量(Ba＝-1/ωLa)的绝对值与芯片虚数分量(Ba＝-ωCc)的绝对值相同。电感器长度越短，La值越小并且旋转量越大。以这种方式，芯片的虚数部分Bc和天线的虚数部分Ba值相同，相互抵消并产生谐振。这种虚数分量抵消是RFID标签天线设计中最重要的因素。在另一方面，虽然优选为芯片的电阻Rc和天线的辐射电阻Ra匹配，但是它们不必精确地匹配，并且如果他们的比率大约是2或更小，则将天线接收功率供给芯片没有任何问题。前面描述RFID标签天线的基本设计方法，并且需要设计这样的基本天线以使在设计频率f＝953MHz和虚数部分＝0的点处Ra＝1000Ω和电感器(Ba＝-1/ωLa；La＝40nH)并联连接，该电感器具有与芯片的电纳(Bc＝ωCc；Cc＝0.7pF)相同的绝对值。参照关于偶极天线的非专利参考文献1。非专利参考文献1电子协会，信息与通信工程师，“Antenna KougakuHandbook”(天线工程手册)。Ohmsha有限公司ISBN 4-274-02677-9然而，因为大约高15mm和大约宽145mm的天线太大并且不切实际，所以有必要微型化。例如，将天线微型化到大约卡片尺寸(86mm×54mm)的一半或四分之一更实际。然而，当天线被微型化时，如果以前述设计方法设计天线，则由于虚数部分＝0的谐振频率的增加与天线的微型化成反比，谐振条件与待和天线谐振的芯片不匹配。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能够被微型化的标签天线。本专利技术的标签天线由偶极天线和其上安装有芯片的馈电部件构成，该标签天线包括偶极部件，其长度小于天线谐振波长的一半；馈电部件，其设置在该偶极部件的中心；以及端部件，其设置在该偶极部件的两端，该端部件具有的面积大于该偶极部件的线宽。能够形成天线长度小于λ/2(λ是天线谐振波长)的小天线，并且能够保持标准λ/2长度折叠天线通信距离的60％到75％的通信距离。此外通过去除不必要的金属成分能够极大地减少天线的成本。附图说明图1A-图1C是解释在传统RFID系统中使用的标签天线的示意图；图2是示出RFID标签天线的等效电路的示意图；图3是示出通过传统标签天线的导纳圆图分析实例的示意图；图4是解释本专利技术第一实施例的示意图(1)；图5是解释本专利技术第一实施例的示意图(2)；图6是解释本专利技术第一实施例的示意图(3)；图7是解释本专利技术第一实施例的示意图(4)；图8是解释本专利技术第一实施例的示意图(5)；图9是解释本专利技术第一实施例的示意图(6)；图10是解释本专利技术第一实施例的示意图(7)；图11A-图11B是解释本专利技术第一实施例的示意图(8)；图12A-图12B是解释本专利技术第二实施例的示意图(1)；图13是解释本专利技术第二实施例的示意图(2)；图14是解释本专利技术第二实施例的示意图(3)；图15是解释本专利技术第三实施例的示意图(1)；图16是解释本专利技术第三实施例的示意图(2)；图17是解释本专利技术第三实施例的示意图(3)；图18是解释本专利技术第三实施例的示意图(4)；图19是解释本专利技术第三实施例的示意图(5)；图20是解释本专利技术第三实施例的示意图(6)；以及图21是解释本专利技术第三实施例的示意图(7)。具体实施例方式在本专利技术的实施例中，通过将电感器并联连接到天线长度小于λ/2的RFID标签天线，λ是天线谐振波长，通过将低于天线谐振频率(频率高于期望频率)的频率点(期望频率)向左旋转直到与LSI芯片匹配的点，在导纳圆图上该天线谐振频率的虚部＝0，该RFID标签天线能够与LSI芯片匹配。这个天线长度优选为大约3/8λ到λ/6。此外，优选为将天线以绕内侧折叠的这种方式进行折叠。通过在内部的空间中形成电感可以将天线长度在有限面积内最大化。可以部分地加宽天线的线宽并且增加面积。此外，考虑到待附着物体的特定介电常数和厚度，选择合适的电感器长度。此外，可以部分地去除具有低电流密度的天线部件的部分。优选为去除缝隙状的形状。此外，去除之后天线部件的形状优选为三角环或矩形环。优选为在具有金属的薄片(纸、胶片、PET)上形成天线，该金属的主要成分是Cu、Ag或Al。假设RFID标签天线将用在UHF频带。(如果工作频率是2.45GHz，将失去微型化的目的)。图4到图11是解释本专利技术第一实施例的示意图。如图6所示，在面积小于1/4卡片面积的约束下，形成15mm高×48mm宽的偶极(有效总长度，大约116mm＝3/8λ)。图3中的天线具有卷曲的偶极部件10。对这种天线配置进行电磁场仿真，并且当将f＝700MHz到3000MHz的计算结果绘制在导纳圆图上时，形成例如图4细线的轨迹(没有L(电感)的天线)。在虚部＝0处，f＝1340MHz，该频率很大并且Ra＝16Ω，因为该RFID标签天线被微型化。通常，如果该偶极被弯曲，则辐射电阻Ra变得小于普通直偶极的电阻Ra＝72Ω。在这种情况，f＝953MKHz点位于由图4中没有L的天线所表示的三角形示出的位置。然后，如图4所示，通过将电感部件(S2＝30mm)12并联连接到这个偶极，总体上该导纳圆图的轨迹向左旋转。这样，频率特性形本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种由偶极天线和其上安装有芯片的馈电部件构成的标签天线，该标签天线包括： 偶极部件，其长度小于天线谐振波长的一半； 馈电部件，其设置在所述偶极部件的中心；以及 端部件，其设置在所述偶极部件的两端，该端部件具有的面积大于所述偶极部件的线宽。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：甲斐学，马庭透，山城尚志，
申请(专利权)人：富士通株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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