[發明專利]用于射頻識別系統的矩形寬縫陶瓷明可夫斯基分形天線

無效

• 申請號: 200810071968.8
• 申請日: 2008-10-21
• 公開（公告）號: CN101383447A
• 公開（公告）日: 2009-03-11
• 發明（設計）人: 游佰強;林斌;徐偉明;周建華;熊兆賢;鄭建森
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q9/16;H01Q13/08
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所
• 代理人: 馬應森;劉 勇

技術領域

本發明涉及一種微帶天線，尤其是涉及一種用于射頻識別系統的矩形寬縫陶瓷明可夫斯 基分形天線。

背景技術

RFID是射頻識別技術的英文Radio?Frequency?Identification的縮寫。射頻識別技術是20世 紀90年代開始興起的一種用射頻通信實現的非接觸式自動識別技術。RFID標簽具有體積小、 容量大、壽命長、可重復使用等特點，可支持快速讀寫、非可視識別、移動識別、多目標識 別、定位及長期跟蹤管理等，將此技術與互聯網、通訊等技術相結合，用于物流、制造、公 共信息服務等行業，可實現高效管理與運作，降低成本。隨著安全軟信息相關技術的不斷完 善和成熟，RFID系列產業將成為一個新興的高技術產業群，成為國民經濟新的增長點，對 提升社會信息化水平、促進經濟可持續發展、提高人民生活質量、增強公共安全與國防安全 等方面都將產生深遠的影響，并具有重大的戰略性意義。可以預計RFID技術將成為繼移動 通訊技術、互聯網技術之后又一項影響全球經濟與人類生活的新一代技術。

天線設計及制造技術是射頻識別技術的核心關鍵技術之一，天線的各項特性及形態大小， 極大程度地影響了射頻識別系統的工作性能及應用領域，隨著RFID技術系列應用的飛速發 展，人們對RFID天線在寬帶化、小型化、寬標定無適應性、抗破壞性、多頻段多網絡兼容性 等方面提出了更高的要求。天線在RFID系統中具有舉足輕重的地位，對其進行深入的研究具 有重要的參考價值和實用意義。

20世紀70年代，法國數學家B.B.Mandelbrot在總結了自然界中非規則幾何圖形后，第 一次提出了分形這個概念，認為分形幾何學可以處理自然界中那些極小規則的構型，指出分 形幾何將成為研究許多物理現象的有力工具。到了20世紀80年代，關于波與分形結構相互 作用的研究促進了分形電動力學的發展，而分形天線正是分形電動力學的眾多應用之一。它 能夠使得我們有效地設計小型化天線或把多個無線電通信元件集成到一塊設備上。分形幾何 是通過迭代產生的具有自相似特性的幾何結構，它的整體與局部之間以及局部與局部之間都 具有自相似性，天線的分形設計是電磁理論與分形幾何學的融合。研究發現，與傳統天線相 比，分形天線具有小型化、寬頻帶、多頻工作、高輻射電阻、自加載等優點，能夠很好的滿 足RFID系統對天線的要求。

射頻識別系統的常用工作頻段的頻率范圍為2.4～2.4835GHz，其帶寬要求為83.5MHz。 對于RFID系統的天線設計要求具有大帶寬、小尺寸，且在整個方位平面上提供均勻覆蓋， 增益在0dB以上。

明可夫斯基(Minkowski)分形天線是一種典型的分形天線，明可夫斯基(Minkowski)分形 結構迭代生成方式如圖1所示。設初始單元方貼片M0的直線邊長為L，將其三等分挖去中 間位置寬度為L/3、深度為h的矩形區域，即形成一個L/3×h的矩形缺口。設缺口的深度與寬 度之比為p，即p＝3h/L(0<p<1)表示缺口深度的相對大小。通過改變p值，可以得到不同的 1階Minkowski分形貼片M1。對1階Minkowski分形貼片的所有直線邊三等分，按照相同的p 值依次迭代生成了2階Minkowski分形貼片M2。這樣迭代下去，可生成高階的Minkowski 分形曲線，由該曲線圍成的貼片即明可夫斯基(Minkowski)分形天線貼片。