[發明專利]一種柔性抗金屬標簽的天線設計方法

有效

• 申請號: 201710686432.6
• 申請日: 2017-08-11
• 公開（公告）號: CN107480756B
• 公開（公告）日: 2020-05-26
• 發明（設計）人: 鄢羿;蔡少雄;唐哲;劉聰;張袁;歐陽駿
• 申請（專利權）人: 成都德杉科技有限公司;電子科技大學
• 主分類號: G06K19/077
• 分類號: G06K19/077;H01Q1/22;H01Q1/38;H01Q1/50
• 代理公司: 成都巾幗知識產權代理有限公司 51260
• 代理人: 邢偉

1.一種柔性抗金屬標簽的天線設計方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1.構建從上至下依次包括輻射貼片層(1)、介質基板層(2)和地板層(12)的抗金屬標簽結構模型；

抗金屬標簽結構模型中，輻射貼片層(1)整體呈矩形，包括輻射區域(3)和饋電區域；所述饋電區域包括芯片(4)、第一微帶線(5)和第二微帶線(6)；芯片(4)的左端連接第一微帶線(5)的一端，芯片(4)的右端連接第二微帶線(6)的一端；第一微帶線(5)另一端與第二微帶線(6)的另一端連接在一起作為兩條微帶線的公共端連接到輻射區域(3)，使饋電區域與輻射區域(3)形成一個整體；

第一微帶線(5)包括L形部分(10)與矩形部分(11)；L形部分(10)的短邊與芯片(4)連接，L形部分(10)的長邊與矩形部分(11)的一端連接且相互垂直，矩形部分(11)的另一端與第二微帶線(6)連接；第二微帶線(6)為L形微帶線，第二微帶線(6)的長邊與芯片(4)連接，第二微帶線(6)的短邊與第一微帶線(5)連接；第一微帶線(5)L型部分(10)的短邊下邊界、第二微帶線(6)的長邊下邊界，以及輻射區域(3)的下邊界處于同一直線上；

所述第一微帶線(5)與輻射區域(3)之間設置有L形的第一縫隙(7)；第二微帶線(6)與輻射區域之間設置有矩形的第二縫隙(8)；第一微帶線(5)與第二微帶線(6)之間設置有矩形的第三縫隙(9)；

S2.根據介質基板層(2)的介電常數ε_r，計算輻射貼片層(1)的諧振長度L，確定輻射貼片層(1)的尺寸；

S3.根據抗金屬標簽的芯片(4)阻抗Z_C，計算芯片(4)共軛匹配阻抗Z_in，作為的輻射貼片層(1)設計阻抗：

Z_in＝Z_C^*； (A)

S4.根據設計阻抗Z_in、介質基板的厚度H，計算輻射貼片層(1)中各參數之間的關系，按照各參數之間的關系完成金屬標簽的天線設計。

2.根據權利要求1所述的一種柔性抗金屬標簽的天線設計方法，其特征在于：所述步驟S2包括以下子步驟：

S201.根據介質基板層(2)的介電常數，計算電磁波在介質基板層(2)中的工作波長λ_g：

式中，λ表示電磁波在自由空間中的波長；

S202.根據電磁波在介質基板層(2)中的工作波長λ_g，計算標簽天線的諧振長度：對于矩形貼片形式的微帶天線，諧振長度L為：

S203.根據計算得到的諧振長度，設計輻射貼片層(1)的長寬尺寸，使其長寬尺寸之和為諧振長度L。

3.根據權利要求1所述的一種柔性抗金屬標簽的天線設計方法，其特征在于：所述步驟S4包括以下子步驟：

S401.在滿足諧振長度的條件下，確定輻射區域(3)的尺寸，并確定其阻抗Z_L；

S402.計算第一微帶線(5)的等效阻抗Z₃；

S403.將芯片(4)右端看作饋電端，左端看作接地端，則第二微帶線(6)作為傳輸線，第一微帶線(5)為終端短路的匹配枝節線，計算第一微帶線(5)與輻射區域(3)的等效并聯阻抗Z_in1；

S404.計算Z_in1與第二微帶線(6)連接后的等效阻抗值，使該阻抗值與輻射貼片層(1)設計阻抗Z_in相等，獲得輻射貼片層(1)中各參數之間的關系，按照各參數之間的關系完成金屬標簽的天線設計。