无线射频识别电子标签天线复阻抗测试装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术一种无线射频识别电子标签天线复阻抗测试装置及方法，包括：电缆分别与矢量网络分析仪和第二金属板电气连接，第二金属板嵌入在第一金属板中，转接口的芯儿与半臂电子标签天线的馈电端口电气连接，转接口的外皮与第二金属板短路连接。该装置应用镜像法原理，通过测试半臂天线端口阻抗，解决了平衡馈电形式天线的测试难题，较之平衡馈电形式天线阻抗测试所需的平衡／不平衡转化器及匹配网络的设计步骤，本发明专利技术测试过程简便，在保证测试精度的同时，具有经济效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电子信息
，主要涉及一种对无线射频识别(RFID)系统电子 标签天线阻抗测量装置及方法。
技术介绍
电子标签天线一般都属于平衡馈电形式，如果用同轴电缆馈电，需要在天线和电 缆之间加入平衡/不平衡转化器，也就是通常所说的巴伦。另外，电子标签天线的复阻抗测 量还需要在巴伦之前先加一个匹配网络，把天线的阻抗变换为50欧姆，才能实现对电子标 签天线的准确测量，常规测量方式不但步骤繁琐，代价昂贵，且由于周围测试器件对天线端 口的影响，使得测试结果的准确性有待提高。 小天线的测量过程中，连接天线和网络分析仪的电缆各部分不可忽略的干扰天线 辐射场，实际操作起来困难很大。特别是当天线非常规馈电，如芯片直接嵌入小型辐射体情 形，场干扰是极其严重的。因此，需要特殊的测量方式获取充足准确的测试数据。RFID系统 电子标签天线测试一直是工程技术人员逞待解决的难题。 由于现有技术的待测电子标签天线端口阻抗非50欧姆，测试过程中待测电子标 签天线端口不能通过同轴电缆与矢量网络分析仪直接相接。由于待测电子标签天线端口为 平衡馈电方式，而同轴电缆为非平衡馈电方式，要精确测试待测电子标签天线端口参数须 借助于平衡/不平衡转换处理，即巴伦器件。另外，待测电子标签天线的端口一般工作频率 下设置为复阻抗，与同轴电缆存在阻抗失配，严重影响测试结果的准确性。对于待测电子标 签天线的一般测试装置为在端口加载阻抗匹配电路及巴伦器件，测试结构复杂且对结果 具有不同忽略的影响。
技术实现思路
为了解决现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种无线射频识别系统电子标签 天线复阻抗测试装置的方法。 为了达成所述目的，本专利技术的第一个方面，本专利技术提出了一种射频识别系统待测 电子标签端口复阻抗的测试装置，所述的测试装置包括 矢量网络分析仪、第一金属板、第二金属板、同轴电缆、转接口和半臂电子标签天 线；其中 电缆分别与矢量网络分析仪和第二金属板电气连接，第二金属板嵌入在第一金属 板中，转接口的芯儿与半臂电子标签天线的馈电端口电气连接，转接口的外皮与第二金属 板短路连接。 为了实现上述目的，本专利技术的另一个方面，提出了一种电子标签天线端口复阻抗 的测量装置的制备方法，该测量方法的步骤包括 步骤S1 :把第二金属板嵌入到大 第二金属板面积的第一金属板中央，两者电气 连接； 步骤S2 :把对称分布的待测电子标签天线关于两臂方向对称切开，取待测电子标 签天线长度的一半，得到对称分布的半臂电子标签天线； 步骤S3 :把半臂电子标签天线的匹配圆环的两端口与第二金属板短路连接； 步骤S4 :在半臂电子标签天线的两端边夹缝泡沫处理，用于固定半臂电子标签天 线； 步骤S5 :将半臂电子标签天线的馈电点与转接口的芯儿短接，并通过同轴线与矢 量网络分析仪相连； 步骤S6 :校准矢量网络分析仪，并完成初始设置； 步骤S7 :在矢量网络分析仪操作模式中选择史密斯圆图，对半臂电子标签天线的 端口阻抗进行测试，获得半臂电子标签天线的端口阻抗； 步骤S8 :保存半臂电子标签天线的端口阻抗测试结果，并分纪录端口阻抗数据； 步骤S9 :将半臂电子标签天线的端口阻抗测试结果乘以2，则获得待测电子标签 天线端口阻抗。 本专利技术的有益效果本专利技术针对结构对称的电子标签天线，提出了一种镜像法的 测试装置。由于无线射频识别技术自身特点，待测电子标签天线端口并非常规50欧姆或 100欧姆馈电，天线端口并不能与测试仪器直接连接。而为了获取待测电子标签天线端口的 阻抗，通常需要把待测电子标签天线端口阻抗转换成50欧姆，并经平衡/不平衡转化器，把 待测电子标签天线端口转换为不平衡馈电方式，才能与测试仪器相连。此过程较为繁琐，且 匹配网络和平衡/不平衡转化器的加入，对待测电子标签天线的辐射造成不必要的影响， 继而，影响到测试结果的准确性。本专利技术通过简单的把待测电子标签天线对称结构一分为 二，利用理想接地面代替待测电子标签辐射场的电场E面，待测电子标签天线形式转变为 单极子形式，从而待测电子标签天线可与测试仪器直接相接，有效的解决了待测电子标签 端口平衡馈电的弊端。 整个电子标签天线可以看作半臂天线结构与其关于第二金属板对称的镜像天线 的和的形式。该装置应用镜像天线的阻抗是其全部天线阻抗的一半，如果要得到整个天线 的阻抗，只需测得其镜像天线阻抗，然后两倍即可。本专利技术的通过测试半臂天线端口阻抗， 解决了平衡馈电形式天线的测试难题，较之平衡馈电形式天线阻抗测试所需的平衡/不平 衡转化器及匹配网络的设计步骤，本专利技术测试过程简便，在保证测试精度的同时，具有经济 效益。本专利技术的整个测试过程控制元素简单有效，控制方案具有较高的可行性，控制系统的 设计易行。附图说明 图1为本专利技术射频识别系统电子标签天线复阻抗测试方法流程图； 图2为本专利技术中作为例证的一款典型的小型化电子标签天线结构； 图3为本专利技术镜像法半臂电子标签天线测试装置结构； 图4为本专利技术金属板上天线处理方式； 图5为本专利技术测试结构背面结构； 图6为本专利技术仿真及待测电子标签天线测试结果比较，其中实线为测试结果，虚 线为仿真结果。具体实施例方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照 附图，对本专利技术进一步详细说明。下面，我们以一例说明镜像法测量待测电子标签天线复阻 抗装置。 射频识别系统待测电子标签天线垂直地立在一片导体附近，朝导体辐射的能量被反射，而合成的场就是直接波与反射波的矢量和。也可以认为后者不是由反射产生的，而是由导体表面以下的镜像天线所产生的。由端点馈电的1/4波长天线与其镜像天线配合，正好形成一个半波偶极子天线，但是由于其下半空间无反射场，天线辐射总功率只是普通半波偶极子天线的一半。而其辐射电阻也仅仅是普通半波天线辐射电阻的一半。 如图1示出本专利技术射频识别系统电子标签天线复阻抗测试方法流程图，该方法的步骤包括 步骤S1 :把第二金属板3嵌入到大于第二金属板3面积的第一金属板2中央，两 者电气连接； 步骤S2 :把对称分布的待测电子标签天线关于两臂方向对称切开，取待测电子标 签天线长度的一半，得到对称分布的半臂电子标签天线6 ; 步骤S3 :把半臂电子标签天线6的匹配圆环62的两端口与第二金属板3短路连 接； 步骤S4 :在半臂电子标签天线6的两端边夹缝泡沫处理，用于固定半臂电子标签 天线6; 步骤S5 :将半臂电子标签天线6的馈电点与转接口 5的芯儿短接，并通过同轴线 与矢量网络分析仪1相连； 步骤S6 :校准矢量网络分析仪1，并完成初始设置； 步骤S7 :在矢量网络分析仪1操作模式中选择史密斯(Smith)圆图，对半臂电子标签天线6的端口阻抗进行测试，获得半臂电子标签天线6的端口阻抗； 步骤S8 :保存半臂电子标签天线6的端口阻抗测试结果，并分纪录端口阻抗数据； 步骤S9 :将半臂电子标签天线6的端口阻抗测试结果乘以2，则获得待测电子标签 天线端口阻抗。 图2所示为一款小型化待测电子标签天线，该待测电子标签天线的结构为关于直 线aa'对称，匹配圆环62使得待测电子标签天线和电子标签芯片阻抗共轭，待测电子标签 天线两臂为螺旋状弯曲大大縮减了天线外形尺寸。 通常的电小天线的测量过程本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种射频识别系统待测电子标签天线复阻抗测试装置，其特征在于，包括：矢量网络分析仪（１），第一金属板（２），第二金属板（３），电缆（４），转接口（５）、半臂电子标签天线（６）；其中：电缆（４）分别与矢量网络分析仪（１）和第二金属板（３）电气连接，第二金属板（３）嵌入在第一金属板（２）中，转接口（５）的芯儿（５１）与半臂电子标签天线（６）的馈电端口（６１）电气连接，转接口（５）的外皮与第二金属板（３）短路连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王宏伟，谭杰，朱智源，
申请(专利权)人：中国科学院自动化研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]