[發明專利]多應用環境下的寬帶UHF RFID電子標簽天線

有效

• 申請號: 200810029161.8
• 申請日: 2008-07-01
• 公開（公告）號: CN101308951A
• 公開（公告）日: 2008-11-19
• 發明（設計）人: 胡斌杰;陳秋珍
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q9/16;H01Q13/10;H01Q17/00;G06K19/077
• 代理公司: 廣州粵高專利代理有限公司
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本發明涉及一種射頻識別電子標簽天線，具體是涉及一種可應用在超高頻段(UHF) 范圍內，可直接應用在多種環境下的寬帶UHF電子標簽天線。

背景技術

射頻識別技術是非接觸式的識別，是一種通過無線射頻方式進行非接觸式的雙向數據 通信，對目標加以識別并獲取相關信息的自動識別技術。射頻識別系統主要由閱讀器、中 間件以及電子標簽三部分所組成。電子標簽由片上天線及集成芯片組成，通過電磁波與閱 讀器進行數據交換，具有智能讀寫和加密通信功能。天線是一種以電磁波形式把前端射頻 信號功率接收或者發射出去的裝置，是電路與空間的界面器件，用來實現導行波與自由空 間波能量的轉化。在RFID系統中，電子標簽天線承擔接收能量的作用，對整個RFID系 統起關鍵作用。

目前，射頻識別的工作頻率包括低頻，高頻，超高頻及微波頻段，尤其以高頻和超高 頻的應用最為廣泛。射頻識別標簽按照供電原理可以分為主動(有源)標簽和被動(無源) 標簽。主動標簽自身攜帶電池為其提供讀寫器通信所需的能量；被動標簽則采用反向散射 工作方式，即通過電子標簽天線從讀寫器中發出的電磁波獲得能量激活芯片，并調節射頻 識別標簽芯片與電子標簽天線的匹配程度，將儲存在標簽芯片中的信息反饋給讀寫器。因 此，射頻識別電子標簽天線的阻抗必須與標簽芯片的輸入阻抗共軛匹配，以使得標簽芯片 能夠最大限度地獲得射頻識別讀寫器所發出的電磁能量。此外，超高頻波段的射頻對金屬 非常敏感，導致目前這種工作頻率的被動標簽無法在具有金屬表面的物體上正常工作。射 頻識別應用最為廣泛的物流行業多為金屬環境，所以金屬敏感性這一缺點大大限制了其在 物流行業的應用。

鐵氧體磁性材料的應用很廣泛，可用于電聲、電信、電表、電機中，還可作記憶元件、 微波元件等。可用于記錄語言、音樂、圖像信息的磁帶、計算機的磁性存儲設備、乘客乘 車的憑證和票價結算的磁性卡等。就目前技術而言，沒有直接將鐵氧體材料應用于電子標 簽天線的設計。開發適合于多種芯片、低成本、多用途的電子標簽天線是射頻識別得到廣 泛普及的關鍵技術之一。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的上述缺點，提供一種多應用環境下的寬帶射頻 識別電子標簽天線。本發明具有寬帶特性，能工作于多種環境中，在多種環境下覆蓋多個 不同地區的UHF?RFID工作頻段。本發明工作在非金屬表面環境下可達到10％的相對帶 寬，回波損耗＜7.4dB；工作在金屬表面環境下可達到9.9％的相對帶寬，回波損耗＜7.4dB。 本發明的目的通過如下技術方案實現：

多應用環境下的寬帶UHF?RFID電子標簽天線，其包括上介質基板和下介質基板， 上介質基板和下介質基板之間設有泡沫材料層；所述下介質基板為鐵氧體磁性材料，下介 質基板的上表面貼有銅皮地板；上介質基板的上表面附著兩個均帶有T型縫隙的輻射銅 片；所述兩個輻射銅片各開有一缺口，該兩缺口分別位于兩T型縫隙下方，兩個輻射銅 片分開布置于上介質基板的上表面且相互對稱；兩個輻射銅片各自通過一銅皮短路片連接 到銅皮地板；兩個輻射銅片的所述缺口處各自通過一微帶線連接至銅皮匹配網絡，銅皮匹 配網絡上設有天線輸入端口。

上述多應用環境下的寬帶UHF?RFID電子標簽天線中，所述銅皮匹配網絡帶有去除 銅皮的“一”字型縫隙，縫隙大小滿足電子標簽天線的阻抗與相連的標簽芯片阻抗相匹配。

上述多應用環境下的寬帶UHF?RFID電子標簽天線中，所述缺口為長方形。

上述多應用環境下的寬帶UHF?RFID電子標簽天線中，所述兩銅皮短路片(21、22) 分別位于所述銅皮地板(31)兩側邊上方且左右對稱。

所述左右對稱輻射單元之間間距寬度可調。

所述對稱放置的銅皮短路片寬度和位置可調。

相對于現有技術相比，本發明具有如下優點和有益效果：

(1)本發明引入了帶有“一”字型縫隙的銅皮匹配網絡，通過調節銅皮匹配網絡縫 隙大小，用于調整電子標簽天線的輸入阻抗，使天線的阻抗很好地與電子標簽芯片的輸入 阻抗共軛匹配，使天線具有較大的帶寬。