一种小型化超高频RFID双面抗金属标签天线制造技术

本发明专利技术涉及一种小型化超高频RFID双面抗金属标签天线，包括第一、第二辐射贴片，短路面，短路探针，金属过孔，塑料过孔，芯片，第一、第二介质板材和金属面；第一、第二介质板材尺寸相同并上、下叠放在一起，第一介质板材的中部开设通孔；第一、第二辐射贴片分别贴附于第一介质板材的上表面、第二介质板材的下表面；芯片设于第二介质板材的上表面中心位置，金属面设于芯片两侧；短路面设于第一介质板材中部通孔的侧壁上；短路探针穿设于第二介质板材中，其两端分别连接第二辐射贴片和金属面；金属过孔贯通第一、第二介质板材并连接第一、第二辐射贴片；塑料过孔连接第一、第二介质板材。该标签天线具有良好的双面抗金属性能，使用灵活，应用范围广。应用范围广。应用范围广。

【技术实现步骤摘要】
一种小型化超高频RFID双面抗金属标签天线


[0001]本专利技术属于无线通信
，具体涉及一种小型化超高频RFID双面抗金属标签天线。

技术介绍

[0002]射频识别技术（Radio Frequency Identification，RFID）是一种电波随机多径传播和识别特定目标并读写相关数据的通信技术。RFID系统因其具有更远的识别范围、更快的读取速度和更高的存储容量，在农业管理、医疗信息追踪、裂纹检测、食品零售、防伪识别等领域得到了广泛运用。RFID标签主要由天线和芯片组成，无源标签通过接收阅读器发送的电磁波能量为芯片供能，实现标签的正常工作。
[0003]虽然RFID技术有很好的应用前景，但距离大规模使用还有一定的距离。当超高频RFID电子标签置于金属环境时，金属会吸收电磁波并且进行反射，从而改变电磁场的空间和强度的分布。如果金属靠近标签天线，电磁波会被反射并和原来的电磁场相互叠加，引起电磁场的减弱，并在金属表面产生电磁场盲区，位于电磁场盲区的标签很难被读取。其次，根据金属边界条件可知金属表面的磁力线分布趋于平缓，近似平行于金属表面，当标签被贴附于(或靠近)金属表面时，天线无法通过“切割”磁力线使标签获得足够的电磁能量。再者，当天线与金属板距离很近时，镜像电流会与天线上的电流相互抵消，从而导致天线的阻抗性能急剧变化。同时，金属表面对天线加感的影响会导致辐射电阻减小，辐射效率降低。此外，无源标签的芯片与天线直接相连，它们的输入阻抗都是频率的函数，两者的共轭匹配程度将直接影响标签的性能。当普通标签直接应用于金属表面时，上述原因将导致天线的读写距离大幅度缩短，方向性、带宽及阻抗等都受到很大影响。所以在金属环境下，要对天线结构进行特殊设计，让电子标签能够应用于金属表面。
[0004]超高频抗金属RFID标签天线主要以微带天线、平面倒F天线（planar inverted
‑
F antenna，PIFA）或平面倒L天线（planar inverted
‑
L antenna，PILA）等设计为主，它们具有体积小、剖面低、易加工、成本低等优点。同时，随着抗金属标签天线研究的日益深入，折叠型标签天线被认为可以实现良好的抗金属性能。该类标签天线具有剖面薄、易弯曲、易于加工制作、成本低等优点，可灵活应用在各种金属环境中。许多基于超材料单元的标签结构也已被探索用于减轻背衬金属对标签的影响，常见的超材料有人工磁导体（ArtificialMagnetic Conductor，AMC），电磁带隙（Electromagnetic Band Gap，EBG）和开口谐振环（Split Ring Resonator，SRR）等。以上所述结构虽然能够保证标签天线正常工作于各类金属环境，但只能做到单面抗金属，即只有将该天线的特定面接触金属物体时才能实现良好的抗金属性能。在实际应用中，倘若天线被错误地放置在金属物体表面将难以正常工作。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种小型化超高频RFID双面抗金属标签天线，该标签天线
具有良好的双面抗金属性能，使用灵活，应用范围广。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种小型化超高频RFID双面抗金属标签天线，包括第一辐射贴片、第二辐射贴片、短路面、短路探针、金属过孔、塑料过孔、芯片、第一介质板材、第二介质板材和金属面；所述第一介质板材和第二介质板材尺寸相同并上、下叠放在一起，所述第一介质板材的中部开设有通孔；所述第一辐射贴片贴附于第一介质板材的上表面，所述第二辐射贴片贴附于第二介质板材的下表面；所述芯片设置于第二介质板材的上表面中心位置，所述金属面设置于第二介质板材上并位于芯片的两侧；所述短路面设置于第一介质板材中部通孔的侧壁上；所述短路探针穿设于第二介质板材中，其两端分别连接第二辐射贴片和金属面；所述金属过孔贯通第一介质板材和第二介质板材并连接第一辐射贴片和第二辐射贴片；所述塑料过孔连接第一介质板材和第二介质板材。
[0007]进一步地，所述第一辐射贴片、第二辐射贴片、短路面、短路探针、金属过孔和金属面可分别采用不同厚度的金属材质。
[0008]进一步地，所述第一介质板材和第二介质板材可选用不同的板材，两块介质板材的厚度相同，形状、尺寸相同，能够完全重叠在一起。
[0009]进一步地，所述第一辐射贴片贴附在第一介质板材的上外表面，其上包括若干槽缝结构，通过调节槽缝的长宽能够有效调节标签天线的谐振频率；所述第二辐射贴片贴附在第二介质板材的下外表面，其上包括若干槽缝结构，通过调节槽缝的长宽能够有效调节标签天线的谐振频率。
[0010]进一步地，所述第一介质板材的中心位置开设所述通孔，通过所述通孔能够直接从标签天线的正上方视角看到第二介质板材的部分上表面，所述部分上表面的形状、尺寸与所述通孔的平面形状、尺寸相同。
[0011]进一步地，所述短路面包括两条短路短接线，设置于第一介质板材中部通孔的一侧侧壁上，其顶端与第一辐射贴片相连接，底端与金属面相连接。
[0012]进一步地，所述短路探针沿第二介质板材的厚度方向贯穿第二介质板材，其顶端与金属面相连接，底端与第二辐射贴片相连接。
[0013]进一步地，包括多个金属过孔，各个金属过孔镶嵌在第一介质板材和第二介质板材中，其顶端与第一辐射贴片相连接，底端与第二辐射贴片相连接。
[0014]进一步地，包括多个塑料过孔并分布于标签天线的四个拐角，各个塑料过孔嵌设在第一介质板材和第二介质板材中，其顶端与第一辐射贴片相连接，底端与第二辐射贴片相连接，用于将第一介质板材和第二介质板材紧密连接在一起。
[0015]进一步地，所述金属面包括位于芯片左右两侧的两臂，所述芯片的两端口分别连接金属面的两臂。
[0016]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：该标签天线主要由两层辐射贴片构成，分别位于天线的上、下表面，通过将芯片放置在天线的中间层，芯片一端通过金属面和短路面连接第一辐射贴片，另一端通过金属面和短路探针连接第二辐射贴片，实现标签天线良好的双面抗金属性能，以方便天线在某些特定环境中使用。在第一辐射贴片和第二辐射贴片的适当位置处添加槽缝结构可有效调谐天线的谐振频率，提升功率传输系数并起到良好的匹配调节作用，无论天线哪一面的辐射贴片接触背衬金属时都能拥有良好的工作性能。连接第一辐射贴片和第二辐射贴片的金属过孔有利于天线实现小型化的目标。该标签
天线结构简单、尺寸紧凑，任意面接触背衬金属物体时都能实现良好的抗金属性能，且可用频段皆能被中国、欧洲、美国超高频RFID标签天线的应用频段覆盖，适合应用在复杂的工业物联网领域中。
附图说明
[0017]图1为本专利技术实施例的小型化超高频RFID双面抗金属标签天线的立体图；图2为本专利技术实施例的小型化超高频RFID双面抗金属标签天线的俯视图；图3为本专利技术实施例的小型化超高频RFID双面抗金属标签天线的仰视图；图4为本专利技术实施例的小型化超高频RFID双面抗金属标签天线本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种小型化超高频RFID双面抗金属标签天线，其特征在于，包括第一辐射贴片（1）、第二辐射贴片（2）、短路面（3）、短路探针（4）、金属过孔（5）、塑料过孔（6）、芯片（7）、第一介质板材（8）、第二介质板材（9）和金属面（10）；所述第一介质板材（8）和第二介质板材（9）尺寸相同并上、下叠放在一起，所述第一介质板材（8）的中部开设有通孔；所述第一辐射贴片（1）贴附于第一介质板材（8）的上表面，所述第二辐射贴片（2）贴附于第二介质板材（9）的下表面；所述芯片（7）设置于第二介质板材（9）的上表面中心位置，所述金属面（10）设置于第二介质板材（9）上并位于芯片（7）的两侧；所述短路面（3）设置于第一介质板材（8）中部通孔的侧壁上；所述短路探针（4）穿设于第二介质板材（9）中，其两端分别连接第二辐射贴片（2）和金属面（10）；所述金属过孔（5）贯通第一介质板材（8）和第二介质板材（9）并连接第一辐射贴片（1）和第二辐射贴片（2）；所述塑料过孔（6）连接第一介质板材（8）和第二介质板材（9）。2.根据权利要求1所述的一种小型化超高频RFID双面抗金属标签天线，其特征在于，所述第一辐射贴片（1）、第二辐射贴片（2）、短路面（3）、短路探针（4）、金属过孔（5）和金属面（10）可分别采用不同厚度的金属材质。3.根据权利要求1所述的一种小型化超高频RFID双面抗金属标签天线，其特征在于，所述第一介质板材（8）和第二介质板材（9）可选用不同的板材，两块介质板材的厚度相同，形状、尺寸相同，能够完全重叠在一起。4.根据权利要求1所述的一种小型化超高频RFID双面抗金属标签天线，其特征在于，所述第一辐射贴片（1）贴附在第一介质板材（8）的上外表面，其上包括若干槽缝结构，通过调节槽缝的长宽能够有效调节标签天线的谐振频率；所述第二辐射贴片（2）贴附在第二介质板材（9...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁家德，牛琛琛，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：