带有EBG结构的射频识别电子标签天线制造技术

本发明专利技术公开了带有ＥＢＧ结构的射频识别电子标签天线，包括三Ｔ型辐射贴片天线和ＥＢＧ结构，三Ｔ型辐射贴片天线位于ＥＢＧ结构上端；三Ｔ型辐射贴片天线的左辐射贴片和右辐射贴片位于上介质层的上表面，通过一个Ｔ型缝隙分隔，Ｔ型缝隙为位于上介质层的上表面的一个倒Ｔ型缺口，缺口的左右两侧分别设有左Ｔ型缝隙和右Ｔ型缝隙；下层的ＥＢＧ结构包括上层介质和下层介质，在上层介质的上表面均匀地间隔设有３×４个正方形铜片，在上层介质和下层介质两层中间夹层均匀地间隔设有４×５个方形铜片；本发明专利技术天线带宽大，不仅可以工作于非金属表面，而且能够方便应用于金属表面上，具有带宽特性、对环境敏感度低、阅读距离远的特点。

【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，可以同时工作于北美(866-869 MHz)以及欧洲频段(902-928MHz)，并可方便应用于多种环境下的射频识别电子标签天线。
技术介绍
射频识别(RFID)技术，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。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。天线以电磁波形式把前端射频信号功率进行收 发，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。周期波导结构，指边界条件沿传播方向周期性的出现完全相同的不均匀性， 已经被广泛用于许多微波元部件中，如滤波器、天线、放大器等。人们将光学 领域的带隙结构引入到微波电路，即电磁带隙(EBG， electromagnetic band-gap) 结构。由于EBG周期结构的最主要的特征是某一频率范围内的波不能在此周 期性结构中传播，也就是此种结构本身存在"禁带"。因此，将EBG用于微带 天线时具有抑制表面波和抑制谐波、改善天线的增益与带宽，同时可以减弱周 围环境对天线影响等作用。目前微波段RFID标签天线在设计和应用中存在三大难点。第一，全球各 地区对UHF RFID频率段的规定不同，例如840 MHz 845 MHz(中国)、920 MHz 3925 MHz (中国)、866 MHz 869 MHz (欧洲)、902 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。而传统的柔性板天线在金属表面无法工作， 这就需要设计能工作与金属表面的天线RFID标签天线，而创造性的将RFID 天线与EBG结构结合则可以解决对环境的敏感问题。第三，由于环境的复杂性， 导致了电子标签阅读距离的减小。为了增加电子标签的有效阅读距离，有必要 提高标签天线的增益以便满足上述需求。目前所用的微带天线，虽然能在金属 表面工作，但天线的增益低，其阅读距离较短。因此有必要设计增益较高的天 线满足实际需要。
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，提供一种使整个天线的增益和阅 读距离都可以达到指标要求，可以应用在超高频频段射频识别系统阅读器中， 且可以工作于多种环境下的带有EBG结构的射频识别电子标签天线。本专利技术的目的通过如下技术方案实现带有EBG结构的射频识别电子标签天线，包括三T型辐射贴片天线和EBG 结构，三T型辐射贴片天线位于EBG结构上端；所述三T型辐射贴片天线的左 辐射贴片和右辐射贴片位于上介质层的上表面，通过一个T型缝隙分隔，且关 于T型缝隙对称；左辐射贴片和右辐射贴片分别通过左短路片和右短路片连接 到第一铜皮地板；左短路片和右短路片分别位于第一铜皮地板左右两侧；T型4缝隙为位于上介质层的上表面的一个倒T型缺口，缺口的左右两侧分别设有左T型缝隙和右T型缝隙，T型缝隙下部中央设有铜皮匹配网络，左辐射贴片和右辐射贴片分别通过左微带线和右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。所述下层的EBG结构包括上层介质和下层介质，在上层介质的上表面均匀 地间隔设有3X4个正方形铜片，在上层介质和下层介质两层中间夹层均匀地 间隔设有4X5个方形铜片，上层介质上表面处的一正方形铜片的中心位于夹 层每四个正方形铜片的中心处；下层介质的下表面贴有第二铜皮地板，上层介 质的正方形铜片与下层介质的方形铜片都通过过孔与第二铜皮地板连接。 为进一步实现本专利技术目的，所述左辐射贴片和右辐射贴片优选为铜片。 所述三T型辐射贴片天线优选位于EBG结构上端l-2mm。 所述正方形铜片和方形铜片的边长都优选为25mm-30mm。 所述T型缝隙的纵向缺口部分宽度为5mm-IO腿。 与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和积极效果(1) 将标签天线置于EBG结构上，利用EBG结构的反射特性，可以降低 金属表面对天线性能的影响，从而使置于EBG结构之上的天线不但可以很好的 工作于自由空间，也可以正常工作于金属表面。(2) EBG结构具有高阻抗表面的特性，从而可以减小表面波损耗，提高 了天线的增益。(3) 本专利技术能够用于超高频(UHF)频段的射频识别系统，可同时涵盖欧 洲的866 869MHz的射频识别系统和北美的902 928MHz的射频识别系统，在 自由空间和金属表面阅读距离都达到6米以上。(4) 标签天线最上层的贴片上形成的三个T型缝隙。两铜皮短路分别位 于第一铜皮地板左右两侧上方且相互对称。铜皮匹配网络，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。EBG结构包括周期性的两层正 方形金属贴片和地板以及它们之间的介质。这种结构使天线对金属环境的敏感度降低，因此可以同时工作于自由空间与金属两种环境中。 附图说明图1为本专利技术带有EBG结构的射频识别电子标签天线的结构示意图。 图2为图1中贴片天线的俯视图。图3为图1中下层EBG结构的一个单元晶格结构示意图。 图4为图1中下层EBG结构。 具体实施例方式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。如图l、 2所示，带有EBG结构的射频识别电子标签天线包括三T型辐射 贴片天线和EBG结构，三T型辐射贴片天线位于EBG结构上端，二者之间为了 加工方便设有1到2毫米的间隔。其中，三T型辐射贴片天线包括上介质层1、 下介质层2、第一铜皮地板3、带有3个T型缝隙和匹配网的左辐射贴片4、 右辐射贴片5、左短路片6和右短路片7。左辐射贴片4和右辐射贴片5为铜 片，位于上介质层l的上表面，通过一个大的T型缝隙18分隔，且关于T型 缝隙18对称；左辐射贴片4和右辐射贴片5分别通过左短路片6和右短路片 7连接到第一铜皮地板3;左短路片6和右短路片7分别位于第一铜皮地板3 左右两侧。T型缝隙18为位于上介质层1的上表面的一个倒T型缺口，缺口 的左右两侧分别设有一个小的左T型缝隙16和右T型缝隙17， T型缝隙18 下部中央设有铜皮匹配网络8，左辐射贴片4和右辐射贴片5分别通过左微带 线19和右微带线20连接至铜皮匹配网络8，铜皮匹配网本文档来自技高网...

【技术保护点】
带有ＥＢＧ结构的射频识别电子标签天线，其特征在于包括三Ｔ型辐射贴片天线和ＥＢＧ结构，三Ｔ型辐射贴片天线位于ＥＢＧ结构上端；所述三Ｔ型辐射贴片天线的左辐射贴片和右辐射贴片位于上介质层的上表面，通过一个Ｔ型缝隙分隔，且关于Ｔ型缝隙对称；左辐射贴片和右辐射贴片分别通过左短路片和右短路片连接到第一铜皮地板；左短路片和右短路片分别位于第一铜皮地板左右两侧；Ｔ型缝隙为位于上介质层的上表面的一个倒Ｔ型缺口，缺口的左右两侧分别设有左Ｔ型缝隙和右Ｔ型缝隙，Ｔ型缝隙下部中央设有铜皮匹配网络，左辐射贴片和右辐射贴片分别通过左微带线和右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。　所述下层的ＥＢＧ结构包括上层介质和下层介质，在上层介质的上表面均匀地间隔设有３×４个正方形铜片，在上层介质和下层介质两层中间夹层均匀地间 隔设有４×５个方形铜片，上层介质上表面处的一正方形铜片的中心位于夹层每四个正方形铜片的中心处；下层介质的下表面贴有第二铜皮地板，上层介质的正方形铜片与下层介质的方形铜片都通过过孔与第二铜皮地板连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡斌杰，王辰，
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]