具有宽带特性的UHF RFID电子标签天线制造技术

本实用新型专利技术公开了具有宽带特性的ＵＨＦ　　ＲＦＩＤ电子标签天线，包括介质基板层（１）、泡沫材料层（２）和铜皮地板（３），铜皮辐射片之一（４）和铜皮辐射片之二（５）及铜皮Γ型匹配网络（６）均刻蚀于介质基板层（１）的上表面；铜皮Γ型匹配网络（６）直接连接铜皮辐射片之一（４）和铜皮辐射片之二（５），并通过天线输入端口（９）直接连接ＲＦＩＤ标签芯片；铜皮辐射片之一（４）和铜皮辐射片之二（５）分别通过铜皮短路片之一（７）和铜皮短路片之二（８）连接到铜皮地板（３）。该电子标签天线具有宽带特性、能覆盖多个不同地区的ＵＨＦ　　ＲＦＩＤ工作频率段、既能工作于非金属表面上亦能工作于金属表面上、加工容易、成本低的特点。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种UHF RFID电子标签天线，尤其是指一种具有宽带特 性的、既能工作于非金属表面上亦能工作于金属表面上的RFID电子标签天线。技术背景超高频段(UHF)的射频识别技术(RFID)在近几年内被迅速推广，广 泛应用于物流、仓库等的物品识别的场合，帮助该类行业信息化、高速化收集、 管理物品的信息，以实现对物品的高效率的管理和调度。RFID标签天线是RFID 系统中不可缺少的重要组成部分。RFID标签天线连同RFID标签芯片构成RFID 标签，被粘贴于被识别的物品的表面。RFID标签天线的功能是接收RFID读写 器天线发射过来的电磁波形式的命令和数据并将其转换为电信号传输给RFID 标签芯片，和通过反向散射法把被激活了的标签芯片上的物品信息数据以电磁 波形式反射给RFID读写器天线。但UHFRFID标签天线在设计和应用中却遇到两大难点。第一，全球各地 区对UHFRFID频率段的规定不同，例如840MHz 845MHz (中国)、920 MHz 925 MHz (中国)、866 MHz 869 MHz (欧洲)、卯2 MHz 928 MHz (美国)等。随着全球物流的发展，贴着RFID标签的物品要在全球范围内被 轻易识别，就必须要求RFID标签天线自身具备能覆盖上述各频率段的宽工作 频率带宽的特性。但是，RFID标签芯片的输入阻抗通常有着很大的容性电抗 和较小的电阻，构成了谐振频率点处的高Q值效应。所以，要把RFID标签天线 设计成能克服此高Q值效应而具有宽工作频率带宽的特性是一个不好解决的 难题。第二， RFID标签在实际应用中会被粘贴于不同电介质属性的各种物品 的表面。物品的不同的电介质属性会对RFID标签天线的性能产生不同程度的 恶化。尤其是金属物品所带来的性能恶化尤为严重，会导致RFID标签没法被 识别，降低了RFID系统对物品的识别成功率。这也是目前阻碍UHFRFID技术 普及的一个障碍。在UHFRFID标签天线的设计中，除了要考虑和克服上述两个难点外，还需要使UHFRFID标签天线具备输入阻抗调整方便、体积较小、加工容易和成 本低廉的特点。这样的标签天线才能被市场接受、才能为RFID技术的普及使 用带来方便。
技术实现思路
本技术的目的在于针对现在设计中遇到的难点，提供一种具有宽带特 性的、能覆盖多个不同地区的UHFRFID工作频率段的、既能工作于非金属表 面上亦能工作于金属表面上的UHFRFID电子标签天线。本技术的目的通过如下技术方案实现具有宽带特性的UHFRFID电子标签天线，包括介质基板层、泡沫材料层 和铜皮地板，泡沫材料层位于介质基板层和铜皮地板之间；其特征在于，所述 电子标签天线还包括镜像对称的铜皮辐射片之一和铜皮辐射片之二、铜皮r型 匹配网络和对称放置的铜皮短路片之一和铜皮短路片之二；所述的铜皮辐射片 之一和铜皮辐射片之二及铜皮r型匹配网络均刻蚀于介质基板层的上表面；铜 皮辐射片之一和铜皮辐射片之二位于由介质基板层的上表面的矩形铜皮开T型槽和除去铜皮r型匹配网络左右两侧；铜皮r型匹配网络直接连接铜皮辐射片之一和铜皮辐射片之二，并通过天线输入端口直接连接RFID标签芯片；铜皮地板的各边长度略大于介质基板层的各边长度；铜皮辐射片之一和铜皮辐射片之二分别通过铜皮短路片之一和铜皮短路片之二连接到铜皮地板。所述T型槽由线段宽度相等的互相垂直的横向开槽和纵向开槽构成，横向开槽开始于介质基板层上表面远离铜皮r型匹配网络一侧的长边边缘的中央，垂直于介质基板层的长边边缘，截止于介质基板层的中心点；纵向开槽的中心点与介质基板层的中心点重合、并且垂直于横向开槽，纵向开槽的长度可调整，纵向开槽的边界线段的长度之和等于波长为900MHz电磁波信号在等效 介质中的1/2波长。所述铜皮r型匹配网络由介质基板层上表面的铜皮线段之一^4同皮线段之五构成；铜皮线段之五关于横向开槽所在的直线对称，铜皮线段之一与铜皮 线段之三、铜皮线段之二与铜皮线段之四本别关于横向开槽所在的直线对称放 置，铜皮线段之五平行于纵向开槽，并且直接连接铜皮辐射片之一的内侧边缘和铜皮辐射片之二的内侧边缘；铜皮线段之一与铜皮辐射片之一的内侧边缘相 距一定距离，铜皮线段之一与铜皮线段之五垂直，铜皮线段之一一端连接铜皮线段之五，铜皮线段之一另一端连接铜皮线段之二；铜皮线段之三与铜皮辐射 片之二的内侧边缘相距一定距离，铜皮线段之三与铜皮线段之五垂直，铜皮线 段之三一端连接铜皮线段之五，铜皮线段之三另一端连接铜皮线段之四；铜皮 线段之二和铜皮线段之四的内则相对端由没有铜皮的天线输入端口分隔，输入 端口直接连接RFID标签芯片的输入端；铜皮线段之二和铜皮线段之四之间的 相对距离可以调整；铜皮线段之一 铜皮线段之五的长度和宽度均可独立调 整。所述具有宽带特性的UHF RFID电子标签天线，其特征在于所述天线输入 端口于840MHz 930MHz的工作频段内的输入阻抗的可调整范围为(0 200) + j (0 400) Q。所述具有宽带特性的UHF RFID电子标签天线，其特征在于所述对称放置 的铜皮短路片之一和铜皮短路片之二的宽度可调整，铜皮短路片之一和铜皮短 路片之二在铜皮辐射片之一和铜皮辐射片之二于铜皮「型匹配网络一侧的长 边边缘处的放置位置可分别调整。相对于现有技术，本技术具有如下优点(1) 通过改变匹配网络各铜皮线段的长度、宽度和相对位置可以方便地 调整标签天线输入阻抗，使标签天线输入阻抗值与所选定的具有高Q值的 RFID标签芯片的输入阻抗值在较宽的频带内实现共轭匹配，以达到宽带特性。(2) 对称放置的两块短路片连接了镜像对称的两块辐射片和天线地板， 此对称结构使镜像对称的两块辐射片上得到了对称的平衡式表面电流分布，使 本标签天线能降低自身的谐振Q值，另外也有助于本标签天线在粘贴于金属 物体表面上时抵抗其所带来的性能恶化。(3 )本UHF RFID标签天线的工作频率带宽可以覆盖840 MHz 845MHz (中国)、920 MHz 925 MHz (中国)、866 MHz 869 MHz (欧洲)和902 MHz 928MHz (美国)等多个不同地区的UHF RFID工作频率段。而且使用 此标签天线的RFID标签被粘贴在金属表面上时也能被正确识别。总体来说，本技术具有宽带特性、能覆盖多个不同地区的UHFRFID 工作频率段、既能工作于非金属表面上亦能工作于金属表面上、天线输入阻抗 调整方便、加工容易和成本低廉的特点。附图说明图1是标签天线的结构立体示意图。 图2是标签天线的俯视图。 图3是图1中的左视图。具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步详细的说明，但本技术要求保护 的范围并不局限于实施例表述的范围。图1为本技术具有宽带特性的UHF RFID电子标签天线的结构立体 图。如图1所示，该具有宽带特性的UHFRFID电子标签天线包括了介质基板 层l、泡沫材料层2、铜皮地板3、镜像对称的铜皮辐射片之一 4和铜皮辐射 片之二 5、铜皮r型匹配网络6和对称放置的铜皮短路片之一 7及铜皮短路片 之二 8;铜皮辐射片之一 4和铜皮辐射片之二 5和铜皮r型匹配网络6均刻蚀 于介质基板层1的上表面；铜本文档来自技高网...

【技术保护点】
具有宽带特性的ＵＨＦ　　ＲＦＩＤ电子标签天线，包括介质基板层（１）、泡沫材料层（２）和铜皮地板（３），泡沫材料层（２）位于介质基板层（１）和铜皮地板（３）之间；其特征在于，所述电子标签天线还包括镜像对称的铜皮辐射片之一（４）和铜皮辐射片之二（５）、铜皮Γ型匹配网络（６）和对称放置的铜皮短路片之一（７）和铜皮短路片之二（８）；所述的铜皮辐射片之一（４）和铜皮辐射片之二（５）及铜皮Γ型匹配网络（６）均刻蚀于介质基板层（１）的上表面；铜皮辐射片之一（４）和铜皮辐射片之二（５）位于由介质基板层（１）的上表面的矩形铜皮开Ｔ型槽（１０）和除去铜皮Γ型匹配网络（６）左右两侧；铜皮Γ型匹配网络（６）直接连接铜皮辐射片之一（４）和铜皮辐射片之二（５），并通过天线输入端口（９）直接连接ＲＦＩＤ标签芯片；铜皮地板（３）的各边长度略大于介质基板层（１）的各边长度；铜皮辐射片之一（４）和铜皮辐射片之二（５）分别通过铜皮短路片之一（７）和铜皮短路片之二（８）连接到铜皮地板（３）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡斌杰，许力，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：实用新型
国别省市：81[中国|广州]