[發明專利]基于EBG結構的小型抗金屬UHF標簽天線

有效

• 申請號: 201410129304.8
• 申請日: 2014-04-01
• 公開（公告）號: CN103985958B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: 項鐵銘;趙學田;孟超;張范琦
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/22
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙)33240
• 代理人: 杜軍

技術領域

本發明屬于天線技術與無線通信領域，涉及一種加載諧振環的耦合饋電結構和運用電磁帶隙結構(EBG，Electromagnetic?Bandgap?Structure）的小型抗金屬UHF?RFID標簽天線。

背景技術

作為一種非接觸式的自動識別技術，射頻識別(Radio?Frequency?Identification，RFID）技術利用射頻信號通過空間耦合(交變磁場或電磁場)實現無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達到識別的目的。同其它識別技術相比，射頻識別技術具有很多優點，尤其是隨著電子技術的迅猛發展和制造技術水平的不斷提高，采用無線電和雷達技術實現的射頻識別技術的發展非常迅速，在諸如貨物采購與分配、商業貿易、生產制造、防盜技術、識別技術和醫學應用等領域中，具有巨大的發展和應用潛力。這使得作為RFID系統關鍵部件的天線的設計和研究變得十分緊要和迫切。

RFID標簽天線作為RFID系統的重要組成部分，它的性能將極大的影響整個RFID系統的效率與質量。影響RFID天線性能的主要因素包括天線的尺寸、工作頻段、阻抗及增益等。目前標簽天線主要采用偶極子天線及其變形形式、平面倒F天線、縫隙天線、圓形天線等。最近國內外的天線研究主要集中在標簽天線的抗金屬特性及小型化等方面。目前實現標簽天線抗金屬的方式主要采用微帶天線和倒F天線形式，采用AMC和EBG結構的標簽天線卻很少見。出于抗金屬和高增益的考慮，本設計提出了一種新穎的基于EBG結構的小型抗金屬UHF標簽天線。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提供了一種基于EBG結構的小型抗金屬UHF標簽天線。

本發明解決技術問題所采取的技術方案為：

基于EBG結構的小型抗金屬UHF標簽天線，共有五層。

頂層為兩對開口諧振環加載在耦合饋電結構中的彎折偶極子結構且芯片焊接在chip處。次定層為微波高頻介質板。中間層為EBG結構的上表面。次底層為EBG結構的介質基板。底層為金屬地板。

所述的兩對開口平行諧振環用于拓展天線的帶寬。

所述芯片采用的是Alien公司的Higgs系列。

整個天線的尺寸為49mm?×?28mm，最遠閱讀距離達到9.59m。

本發明具有的有益效果是：本發明的UHF?RFID標簽天線具有小型結構，且天線的帶寬能夠覆蓋全球的UHF射頻識別頻段，同時天線在基板的上半空間具有良好的全向性，其閱讀距離滿足一般的需求。可貼附于包含金屬材料在內不同物質屬性的目標物體表面使用。同時該天線具有良好的可調節特性，可通過調節開口諧振環尺寸來調節天線的匹配。

附圖說明

圖1為標簽天線的主視圖；

圖2為標簽天線的側視圖；

圖3為標簽天線的俯視圖；

圖4為標簽天線的EBG周期結構俯視圖；

圖5為標簽天線的回波損耗圖；

圖6為915MHz時標簽天線的輻射方向圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明盡心進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。

本設計的標簽天線是在耦合饋電上加載了兩對開口諧振環結構增加標簽天線的帶寬，又運用EBG結構增加增益和抗金屬特性。采用上述結構的標簽天線更加緊湊，帶寬寬，且易于調節。兩對開口諧振環結構可以產生四個頻率相近的諧振頻率，進行頻率簡并，可以拓展帶寬。基板的背部放置有EBG周期結構，此EBG周期結構作為標簽天線的一部分。EBG周期結構的采用實現抗金屬特性。本發明的標簽天線不僅僅應對抗金屬，而且對于復雜環境中的應用，也顯示出極為出色的抗干擾能力，所以本設計的RFID標簽天線是一種比較好的選擇。

如圖1、2、3所示，根據本發明是基于EBG結構的小型抗金屬UHF標簽天線，其自上而下共五層結構，包括頂層是兩對開口諧振環加載在耦合饋電結構中的彎折偶極子且芯片焊接在chip處、其次一種微波高頻介質板、然后下面是EBG結構的上表面、接著是EBG結構的介質基板以及最下層是金屬地板。