天线以及装配有所述天线的设备制造技术

一种天线，包括：电介质基板，设置在电介质基板第一表面上的第一接地电极，设置在所述电介质基板第二表面上的第一天线元件和第二天线元件，所述第一天线元件和第二天线元件具有相同的谐振频率和相同的品质因数，连接第一天线元件和第二天线元件的传输线，以及设置在所述传输线中的馈电部。本发明专利技术还提供装配有所述天线的设备。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种天线及装配有所述天线的电子设备。
技术介绍
近年来，RFID (Radio Frequency Identification)系统已经应用于库存管理、商 品管理以及分销管理中。典型的RFID系统构造如下。主计算机和读/写器连接。具有内 置天线的存储器，被称作标签，贴在被管理的对象上。各种涉及到被管理对象的信息存储在 标签中。被管理对象的信息通过读/写器在标签和主计算机之间传输。标签中被管理对象 的信息读取到主计算机上，并且主计算机中被管理对象的信息写入到标签中。这样，被管理 对象的信息实现了被管理对象的可追踪性。优选地，RFID系统中采用的天线具有宽带特性、小型化的尺寸和薄的外形。也优 选地，天线的性能不受天线所连接部件属性的影响。为了实现上述天线，存在有各种各样的提议方案。例如，一种被提议的天线具 有形成在电介质基板上并具有不同谐振频率的多个平面天线元件，其中，所述的多个平 面天线元件通过用于阻抗匹配的传输线耦合在一个馈电点(见日本专利特许公开号 2006-287452)。另一种被提议的天线用作金属表面附近的缝隙天线，以及用作远离金属表 面的普通天线(见美国专利号6914562)。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种天线，所述天线具有缩小的尺寸、更宽的频带、改进 的薄外形以及适合于金属的优点。根据本专利技术的一个方面，提供一种天线，包括电介质基板；设置在所述电介质基 板第一表面上的接地电极；设置在所述电介质基板第二表面上的第一天线元件以及第二天 线元件，所述第一天线元件和第二天线元件具有同样的谐振频率和同样的品质因数；连接 所述第一和第二天线元件的传输线；以及设置在所述传输线中的馈电点。本专利技术的目的和优点将通过权利要求书中特别指出的元件及其结合来实现和获 得。容易理解的是，前面概括性的描述和下面细节的描述都是典型性和解释性的，并 不限制本专利技术。附图说明图1示出了一偶极子天线；图2是所述偶极子天线的示意性天线增益特性图；图3是所述偶极子天线的示意性馈电点阻抗图；图4是一种为了使用偶极子天线作为RFID标签的天线而缩小了尺寸的偶极子天 线的天线增益特性图5是所述缩小尺寸的偶极子天线的示意性馈电点阻抗特性图；图6是一种用于RFID标签的采用贴片(patch)天线的天线图；图7是图6所示的天线的示意性天线增益特性图；图8是图6所示的天线的示意性馈电点阻抗特性图；图9是针对RFID标签的设计为加宽频带的贴片天线的天线增益图；图10是参考图9所描述的贴片天线的示意性馈电点阻抗特性图；图11是根据第一实施例的RFID系统所采用的标签的透视图；图12是根据第一实施例的天线的示意性天线增益特性图；图13是根据第一实施例的天线的示意性输入阻抗特性图；图14是根据第二实施例的RFID系统所采用的标签的透视图；图15是根据第二实施例的天线的示意性天线增益特性图；图16是根据第二实施例的天线的示意性输入阻抗特性图；图17是根据第三实施例的RFID系统所采用的标签的透视图；图18是根据第三实施例的天线的示意性天线增益特性图；图19是根据第三实施例的天线的输入阻抗特性图；图20是用于RFID系统的另一种标签的透视图。具体实施例方式目前，用于多频段的带状天线和宽带天线已经发展应用在无线局域网(Local Area Network，LANS)、蜂窝电话以及UWB (Ultra-Wide Band，超宽带)系统中。优选地，RFID 系统采用宽带、多频段以及小尺寸的天线。用在RFID系统的天线易于被周围环境所影响，并且设计为在不同国家具有不同频率。更具体地，在UHF频段的RFID标签指定为美国的 915MHz,日本的953MHz以及欧洲的860MHz。为了使RFID标签在世界范围内应用于采用不 同频段的不同国家，天线优选为能够覆盖不同的频段。偶极子天线和贴片天线是典型的微 带天线，具有以下的缺点和优点。图1示出了具有设置在天线元件2a和2b之间的馈电点3的示意性偶极子天线1， 图2示出了偶极子天线1的示意性天线增益特性，以及图3示出了偶极子天线1的馈电点 阻抗特性。在理想天线结构和环境的条件下实现了宽频带。如果偶极子天线1被折成或者弯曲成小尺寸，偶极子天线1会具有较窄的带宽和 降低的增益。另外，被折或弯曲的偶极子天线1会更容易被其连接的诸如金属的部件的属 性所影响。图4示出了用作RFID标签的天线的缩小尺寸的偶极子天线的示意性天线增益，以 及图5示出了缩小尺寸的偶极子天线增益的馈电点阻抗特性。图4和图5示出了偶极子天 线的尺寸缩小缩窄了带宽和降低了天线增益。图6示出了用在RFID标签中的使用普通贴片天线的天线4 ；以及图7示出了天线 4的示意性天线增益特性。天线4具有接地部件5、贴片天线部6和馈电点7。与偶极子天线相比，使用贴片天线的天线4具有窄带宽的辐射特性。天线4使用 带有接地部件5的天线基板，这样仅在天线4的一侧获得辐射图。在接地部件5用于将天 线5附着到附着部件上的情况中，该附着部件可由金属制成。然而，天线4具有窄的带宽。通过促使RFID标签的薄型化，也就是说，通过使天线基板变窄，带宽会趋向于变得更窄。一般地，贴片天线的带宽可通过以各种方式耦合多个谐振器或者加厚天线基板而被加宽。例 如，天线基板设置为等于或大于3mm。图9示出了设计来加宽频带的RFID标签的贴片天线 的示意性天线增益特性。图10示出了馈电点阻抗特性。如图9所示，带宽的加宽降低了天 线增益。天线基板很厚。一般地，天线可以设计如下。带状天线使用形成在天线基板上的谐振器，并在该 谐振器上的特定位置处具有馈电点，其中在所述特定位置处天线与发射机输出阻抗共轭匹 配。更具体地，诸如偶极子天线或贴片天线的天线基本上采用一个谐振器，并在天线与信号 源阻抗共轭匹配的特定位置处具有馈电点。可能会用到用于共轭匹配的匹配电路。为了加宽带宽，贴片天线可采用具有不同谐振频率的多谐振器。然而，在一些情况 下，并不能获得令人满意的宽带特性。如上所述，很难实现在UHF波段的用于RFID标签的微带天线同时具有缩小的尺 寸、更宽的带宽、改善的薄轮廓以及适合于金属。根据实施例的一方面，提供一种天线，能够取得缩小化的尺寸，更宽带宽，改进的 薄外型以及适合于连接金属的优点。第一实施例图11是用于RFID系统的标签100的透视图。标签100具有装配有诸如大规模集 成芯片300的电路芯片的天线200。标签100是根据本专利技术的一个方面的电子设备的一个 示意性的实例。实际中，标签100可被保护部件覆盖，为了简化，这里没有示例出该保护部 件。天线200具有电介质基板26以及设置在电介质基板26 —表面上的接地电极29。 天线200具有设置在电介质基板26的另一表面上的第一天线元件21和第二天线元件25。 进一步地，天线200具有用于连接第一天线元件21和第二天线元件25的第一传输线22以 及第二传输线24。第一传输线22从第一天线元件21延伸出，以及第二传输线从第二天线 元件25延伸出。第一传输线22的末端与第二传输线的末端彼此面对。彼此面对的传输线 22和24的末端形成馈电部23。第一天线元件21通过设置在电介质基板26 —端上的电极 27与接地电极29相连接。同样地，第二天线元件25本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种天线，包括：电介质基板；设置在所述电介质基板第一表面上的接地电极；设置在所述电介质基板第二表面上的第一天线元件和第二天线元件，所述第一天线元件和第二天线元件具有相同的谐振频率和相同的品质因数；连接所述第一天线元件和第二天线元件的传输线；以及设置在所述传输线中的馈电部。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：古谷长久，甲斐学，野上悟，
申请(专利权)人：富士通株式会社，富士通先端科技株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]