[發明專利]加載折合振子的平面U型RFID近場讀卡器天線

無效

• 申請號: 201210107097.7
• 申請日: 2012-04-13
• 公開（公告）號: CN102637948A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發明（設計）人: 謝澤明;賴曉錚;胡汝佳
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q19/10
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本發明涉及用于UHF頻段的RFID近場讀卡器天線技術領域，具體涉及用于UHF頻段的平面U型貼片加載彎折折合振子RFID近場讀卡器天線。

背景技術

射頻識別（Radio?Frequency?Identification，簡稱RFID）技術是一項利用射頻信號通過空間耦合（交變磁場或電磁場）實現高速無線數據傳輸，并以此實現自動識別和自動控制等功能的技術。隨著物聯網的提出和發展，作為傳感網絡中不可或缺的重要組成部分，RFID技術將得到更加廣泛的應用。

實際上，RFID技術在不少領域已經得到了實際應用，如第二代身份證、奧運門票都內置了RFID芯片，而高速公路上的ETC電子不停車收費系統也使用了RFID技術。近來，中國移動400億入股浦發銀行及中國銀聯宣布新一代手機支付業務將進入大規模試點階段，表明手機支付作為物聯網和移動互聯網融合的商業模式正在走向成熟。手機RFID系統不僅可以實現手機支付，同時也可以起到防偽等作用，因此，研究手機RFID系統具有較高的商業價值和實際意義。

手機終端上應用RFID的實際環境對于讀卡器天線提出了具體的要求，即要求天線的近場化和小型化。一方面，目前UHF和微波射頻識別系統是基于閱讀器與標簽之間的電磁波傳播和反向散射工作的系統，工作距離相對較長，數據傳輸速率高，但是由于以此方式進行工作的UHF射頻識別系統更容易受鄰近介質物體的影響，無法穿透含水物質等限制，因此，在藥物、零售業、物流等領域，其系統的功能受很大限制。基于傳統的UHF頻段RFID系統的缺點，近年來近場耦合RFID系統的研究得到越來越多的重視。近場耦合RFID系統使用磁場耦合，在天線近場區工作，工作距離短于傳統UHF頻段RFID系統，并在液體環境下有較好的性能，適合用于物品級（Item?Level?Tagging）標簽識別（即滿足對每一個物品進行識別），其性能上與傳統UHF頻段RFID系統互補。如今，采用近場耦合UHF＋傳統UHF頻段做成的RFID系統是大勢所趨。它可以彌補傳統UHF頻段RFID系統的很多缺點。另一方面，在實際應用中，使用手持移動終端對所消費的商品或服務進行賬務支付，手機和貼有標簽的商品之間的距離不會太長，一般情況下標簽都工作在讀卡器天線的近場區，如果使用傳統的UHF頻段讀卡器天線，其有效讀卡范圍為1m以上，讀卡時不僅可以讀取到近場區的目標物標簽，同時也可能會讀取處在遠場區中的非目標物標簽，甚至產生相互干擾，影響到系統的正常工作。因此，近場天線的設計是實現手機RFID重要環節。另外，移動手持設備要求輕便靈活，因此，作為外置于手持設備上的讀卡器天線同樣具有小型化的設計需求。以目前最常見的手機尺寸為參考，手機RFID讀卡器天線的最大尺寸應小于4cm。傳統的基于遠場散射工作的UHF頻段RFID讀卡器天線，其尺寸在????????????????????????????????????????????????到之間，遠不能滿足手機RFID讀卡器天線的設計要求。現有的移動RFID讀卡器天線雖然在小型化上有了明顯的改進，但仍有進一步縮小的余地，如文獻[1]中提出的電容加載折疊偶極子天線，其天線最大尺寸為46.5mm，將其用于手機上仍顯笨重，故天線的小型化有待進一步的研究和改進。

本發明基于彎折折合振子天線提出了一個結構簡單的，用于近場閱讀的小型UHF頻段手機RFID讀卡器天線，能夠很方便地與手機讀卡器集成。

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發明內容

本發明的目的在于克服RFID讀卡器天線現有技術存在的不足，提供一種加載折合振子的平面U型RFID近場讀卡器天線，要求天線的小型化和近場電磁場分布的均勻，從而提高讀卡效率和抗干擾能力，具體技術方案如下。

加載折合振子的平面U型RFID近場讀卡器天線，其包括折合振子左臂、折合振子右臂、介質基板、反射板以及由矩形連接線和矩形貼片組成的T型微帶連接線；所述折合振子左臂和折合振子右臂相互對稱，兩者構成輻射體附著在介質基板的正面；由所述反射板以及T型微帶連接線構成的匹配電路位于介質基板的背面，T型微帶連接線的下端與反射板連接，矩形貼片對應T型微帶連接線的上端。