CN103208678A - 天线、电子标签及天线的辐射方向与阻抗的调节方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及天线、电子标签以及天线的辐射方向与阻抗的调节方法。该天线、电子标签包括：两个介质层，分别是第一介质层、第二介质层，一个金属线型层和二个电磁带隙周期性结构；该第一介质层位于底层；该金属线型层为偶极子天线结构，设置于该第一介质层的上表面和第二介质层的下表面之间；该第二介质层下表面叠加设置于该金属线型层之上；该二个电磁带隙周期性结构均设置于该第二介质层的上表面，分别对应设于第一偶极子臂和第二偶极子臂的上方；该第一介质层、第二介质层、金属线型层和电磁带隙周期性结构可沿该金属线型层的馈电点为中轴而同步翻转折叠，亦即第二偶极子臂相对第一偶极子臂摆动。本发明实现一种阻抗可调和天线辐射方向可调的电子标签。
Description
技术领域
本发明涉及天线、电子标签以及天线的辐射方向与阻抗的调节方法，尤其是基于RFID技术的电子标签及其天线设计。
背景技术
电子标签，是通过RFID（Radio Frequency Identification，无线射频识别）技术实现，又可称为RFID或RFID电子标签。电子标签可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别***与特定目标之间建立机械或光学接触，广泛应用在物流和供应管理、生产制造和装配、航空行李处、动物身份标识、门禁控制、电子门票、道路自动收费等领域。电子标签的一般结构包括：一基板，基板上设有天线，天线一般是蚀刻金属层或金属浆形成的，并附着在基板上，同时基板上还设有一个RFID芯片，芯片的相应接口与天线电连接。
天线设计及制造技术是无线射频识别技术的核心关键技术之一。天线的各项特性及形态大小，极大程度地影响了射频识别***的工作性能及应用领域。为与现有厂商的含较大的容性的RFID芯片的阻抗匹配,电子标签的天线设计形式往往形式相对单一，大多是采用弯折的二维结构设计来实现较大的容感性，从而与RFID芯片匹配。
在电子标签天线在物流的应用中，尤其是应用于有金属的环境下，其方向图在金属环境不但会导致RFID天线辐射方向图的变形进而严重地影响读写器对电子标签的读取距离，甚至无法读取电子标签上的数据。因此，应用于金属环境下（如金属物流货运箱）的方向图可调标签天线需要、必要且重要。现有专利公开号1599132的发明专利采用微带矩形贴片天线的结构,在矩形贴片上开几个周长各不相同的环行槽,构成一个新结构的金属贴片14,用微机电开关将彼此相邻的环行导带或环行导带与中间位置的小矩形贴片15搭接起来,通过改变各个微机电开关19～30的工作状态,从而改变金属贴片14整个结构上的电流分布情况,便可以在同一个频率点得到同一个平面内主瓣指向不同的天线辐射方向图。另，专利公开号1599133、专利公开号1599134、专利公开号1925222、专利公开号1925223、专利公开号101017927、专利公开号101431182、专利公开号101202379、专利公开号101320845的发明专利所涉及的方向图可重构天线，同样如同上述专利公开号1599132，全部采用MEMS开关驱动，或使用PIN二极管开关通断，需增加偏置电路，既增加了功耗，也提高了RFID***的复杂度，并不适合实际RFID***的应用。
因而如何实现既能匹配各种RFID芯片的阻抗可调，同时又天线辐射图方向可调的一种低成本的、制作容易的电子标签天线来供到金属环境下使用，则是业内需要解决的技术难题。
另，电子标签在应用于实际生产中，基于商业考虑，企业是希望将其名称标识直接在电子标签上体现，应用企业名称标识作为天线的主要形状亦是艺术天线的风格体现。
发明内容
于是，本发明的第一个目的在于提供一种天线，来实现阻抗可调和天线辐射方向图可调，该天线包括：两个介质层，分别是第一介质层、第二介质层，一个金属线型层和二个电磁带隙周期性结构；其中，
该第一介质层位于底层；
该金属线型层为偶极子天线结构，设置于该第一介质层的上表面和第二介质层的下表面之间，该金属线型层上的线型布置结构具体是：中间具有断开间隙以形成馈电点，该断开间隙向左和向右均为连续不间断的曲线段和直线段连接组成的第一偶极子臂和第二偶极子臂；
该第二介质层下表面叠加设置于该金属线型层之上；
该二个电磁带隙周期性结构均设置于该第二介质层的上表面，分别对应设于第一偶极子臂和第二偶极子臂的上方；
该第一介质层、第二介质层、金属线型层和电磁带隙周期性结构可沿该金属线型层的馈电点为中轴而同步翻转折叠，亦即第二偶极子臂相对第一偶极子臂摆动；
并且该天线的辐射方向的调控是通过调控该第二偶极子臂相对第一偶极子臂的摆动角度和/或调控该电磁带隙周期性结构的周期性通孔的面积大小变化来实现，该天线的阻抗的调控是通过调控该第二偶极子臂相对第一偶极子臂的摆动角度和/或调控该第二介质层的不同厚度来实现。
优选的，所述的第一偶极子臂和第二偶极子臂在临近中间的断开间隙的位置通过一弧线连接，通过该弧线可适当调整天线的容感性。
其中，调控所述的第二偶极子臂相对第一偶极子臂的摆动角度是：使第二偶极子臂相对第一偶极子臂呈夹角在90°～180°之间。
优选的，所述的电磁带隙周期性结构是周期性矩形孔的周期性结构。
更优选的，所述的电磁带隙周期性结构的周期性矩形孔中的每个矩形孔的面积大小可分别进行调控。
其中，所述的金属线型层是由连续不间断的曲线段和直线段连接组成2个以上汉字的字体。
本发明的第二个目的在于提供一种电子标签，该电子标签包括一RFID芯片和上述的天线，该RFID芯片相应接口与该金属线型层的偶极子天线电连接，且该天线阻抗与该RFID芯片匹配。
优选的，所述的第一介质层的底面额外附着一层金属浆层。
本发明的第三个目的在于提供一种天线的辐射方向与阻抗的调节方法，该调节方法具体是：具有上述的天线，对其辐射方向调控是通过：调控该第二偶极子臂相对第一偶极子臂的摆动角度和/或调控该电磁带隙周期性结构的周期性通孔的面积大小变化来实现；对其阻抗调控是通过：调控该第二偶极子臂相对第一偶极子臂的摆动角度和/或调控该第二介质层的不同厚度来实现。
其中，调控该第二偶极子臂相对第一偶极子臂的摆动角度是：使第二偶极子臂相对第一偶极子臂呈夹角在90°～180°之间。
本发明采用如上技术方案，解决了业内的技术难题；实现了天线阻抗既能匹配各种RFID芯片，同时又可调控改变天线辐射方向的一种低成本的、制作容易的电子标签天线、电子标签来供到金属环境下使用（非金属环境下也可使用）。另外，本发明的电子标签可以具有企业标识，在商业应用中具有良好效果。
附图说明
图1为一实施例的电子标签的立体结构图。
图2为该实施例的侧视图。
图3为该实施例移除第二介质层后结构示意图。
图4为该实施例的金属线型层的结构示意图。
图5为该实施例的电子标签转动20°后的侧视图。
图6为该实施例的各层分离分布的侧视图。
图7为该实施例的电子标签转动40°后的侧视图。
图8为该实施例的电子标签转动60°后的侧视图。
图9为实施例的金属线型层转动60°后的结构示意图。
图10为该实施例的电子标签转动90°后的侧视图。
图11为该实施例的电子标签转动20°(如图5)、40°(如图7)、60°（如图8）以及90°（如图10）所对应的天线方向图调控的对比图。
图12为该实施例的电子标签转动20°(如图5)、40°(如图7)、60°（如图8）以及90°（如图10）所对应的阻抗实部的调控的对比图。
图13为该实施例的电子标签转动20°(如图5)、40°(如图7)、60°（如图8）以及90°（如图10）所对应的阻抗虚部的调控的对比图。
图14为该实施例的电子标签转动60°（如图8）后，第二介质层（在2.5mm的基础上）变化-1.5mm～+5mm所对应的阻抗的实部的变化示意图。
图15为该实施例的电子标签转动60°（如图8）后，第二介质层（在2.5mm的基础上）变化-1.5mm～+5mm所对应的阻抗的虚部的变化示意图。
图16为该实施例的电子标签转动60°（如图8）后，电磁带隙周期性结构中矩形形状的变化对该电子标签的天线方向图辐射的调控的对比图。
图17为该实施例的金属线型层的正面结构示意图。
图18为另一实施例的金属线型层转动40°后的结构示意图。
图19是该实施例的电子标签转动40°后的侧视图。
图20是该实施例的电子标签转动20°、40°(图19)、60°所对应的天线方向图调控的对比图。
图21为该实施例的电子标签转动20°、40°(图19)、60°所对应的阻抗实部的调控的对比图。
图22为该实施例的电子标签转动20°、40°(图19)、60°所对应的阻抗虚部的调控的对比图。
图23为该实施例的电子标签转动40°（如图19）后，第二介质层（在2.0mm的基础上）变化-1.5mm～+5mm所对应的阻抗的实部的变化示意图。
图24为该实施例的电子标签转动40°（如图19）后，第二介质层（在2.0mm的基础上）变化-1.5mm～+5mm所对应的阻抗的虚部的变化示意图。
图25为该实施例的电子标签转动40°（如图19）后，电磁带隙周期性结构中矩形形状的变化对该电子标签的天线方向图辐射的调控的对比图。
具体实施方式
本发明的电子标签天线是基于三维结构设计，是通过具有一定图案线条设计（如汉字弯折型设计）的金属线型层设置在第一介质层上表面形成偶极子天线，该金属线型层之上再设置第二介质层，该第二介质层上设置电磁带隙结构，该第一介质层贴设于货物表面。通过折叠转动第一介质层上的一条偶极子臂（或称辐射臂）来同步折叠转动置于第二介质层上的电磁带隙结构，从而实现天线阻抗和天线辐射方向的调节。进行同步折叠转动具体作法是：将第一介质层的对应一条偶极子臂的位置进行递增地加厚，即使其为具有一倾斜角的坡体,而第二介质层与金属线型层的形状以及厚度保持不变，只随着第一介质层的该坡体坡度的改变（倾斜角改变），从而实现同步折叠转动。
该天线辐射方向图的调控基于：A.金属线型层形成的偶极子天线的其中一个偶极子臂进行翻转折叠不同角度；B.调控改变电磁带隙周期性结构的周期性通孔的面积大小变化；即可实现天线的辐射方向的调控，而适于不同场合的应用需求。
该天线阻抗的调控基于：A.金属线型层形成的偶极子天线的其中一个偶极子臂进行翻转折叠不同角度；B.调控第二介质层的厚度变化，即改变电磁带隙结构与金属层天线的距离；即可调节天线的阻抗,使其适应不同RFID芯片阻抗。
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。在说明之前，对所涉及的一些名词术语进行解释。【介质层】是指PET材料、Fr4材料、或陶瓷板等可以用于附着金属层以形成天线布置或者用于固定电磁带隙结构的绝缘材料构成的介质层。【电磁带隙结构】是超材料的一种，具有人工周期或非周期结构，其频率带隙能有效抑制天线的表面波,提高辐射效率。【金属线型层】是指通过蚀刻金属面层或印刷金属浆等工艺而在介质层上形成一层具有图、文构成的线型布置结构的金属层。
参阅图1～图4及图6所示，该实施例的电子标签包括：两个介质层，分别是第一介质层2、第二介质层3，一个金属线型层5和二个电磁带隙周期性结构4，以及一个RFID芯片（图中未画出），该RFID芯片相应接口与该金属线型层5的偶极子天线电连接。为表明该实施例的电子标签可在金属环境下实现良好性能，该实施例的电子标签示例性地贴设于一物流运输的金属物品1的表面。当然的，该实施例的电子标签亦可贴设于非金属物品上。该第一介质层2是为贴设于金属物品1上及供给金属线型层5附着用，并将金属线型层5与金属物品1间隔出一定距离。该第二介质层3是为了供给电磁带隙周期性结构4设置用，并将金属线型层5和电磁带隙周期性结构4间隔出一定距离。该第一介质层2和第二介质层3可采用任意的绝缘材料制成具有间隔的任意型式。该实施例中，优选使用PET基板、Fr4基板、或陶瓷基板。优选的，该第一介质层2的底面可以附着一层粘结剂，以便于贴设到金属物品1的表面。标签天线若如用于金属物流物品的应用，则第一介质层2的底面不需要用金属浆。否则，可考虑镀金属浆层（如银浆），即该第一介质层2的底面额外附着一层金属浆层再附着一层粘结剂，可以便于贴设且具有更良好的天线效果。
该实施例中，第一介质层2的尺寸为80mm×80mm，厚度可为50μm～3mm。第二介质层3的尺寸为：70mm×80mm，厚度为2.5mm。电磁带隙周期性结构4的尺寸为：70mm×60mm，实施例中是选用周期性矩形孔的周期性结构，其上的小矩形孔尺寸为3mm×5mm，小矩形孔周期性以矩阵形式分布：7行×6列。实际应用中，该电磁带隙周期性结构4的周期性孔是可以选用其他孔型，以及按照不同形式分布的。金属线型层5的线型布置结构具体是：中间具有断开间隙以形成馈电点，该断开间隙向左和向右均为连续不间断的曲线段和直线段连接组成的第一偶极子臂和第二偶极子臂。
实施例中，为了在商业应用中具有良好效果，将“信达物联”的企业标识设计成该金属线型层5的线型布置结构。具体的，参阅图3、图4、图9及图17，汉字 “信”和“达”两个汉字相互垂直放置；汉字“物”和“联”两个汉字相互垂直放置；汉字字体“信”和汉字字体“达”的下端通过折线段连接，汉字字体“物”和汉字字体“联”的下端通过折线段连接。该金属线型层5的线型布置中第一偶极子臂和第二偶极子臂应为连续不间断。所以，图中 “达”字的点55与“达”字的主体连成一片，以调节天线阻抗的实部和虚部。图中标注“联”字的一捺56连到了“联”字的主体，以调节天线阻抗的实部和虚部，适应不同的芯片阻抗。图中标注57是“信”的下端的折线段的垂直弯折部分，调节该部分的宽度也可以调节天线的阻抗。图中，“达”字和“联”字的中间具有断开间隙58以形成馈电点，可根据RFID芯片大小进行适当的调整该断开间隙58。该第一偶极子臂的汉字字体“达”和第二偶极子臂的汉字字体“物”在临近中间的断开间隙58的位置通过一弧线连接起来，通过该弧线可适当调整天线的容感性。该偶极子天线的金属线型层5的两条辐射臂的尺寸都为：58mm×26mm。该偶极子天线的工作频段为：超高频的910MHz～940MHz。该实施例，以一具体形状来展示该金属线型层5是线型布置结构，并结合该具体形状来说明如何通过二维线型设计来进行该偶极子天线的阻抗调整。实际应用中，本领域的技术人员完全可以根据实际需要设计该偶极子天线的二维线型布置结构，以设计出不同的工作频段和阻抗的偶极子天线。此部分技术在现有技术中已被揭露，亦非本发明的重点，于此不再详细进行说明。
下面结合一些测试对比图来重点说明本发明的电子标签的天线的辐射方向和天线的阻抗是如何进行调控实现的（基于工作频率范围900MHz-940MHz）。
因该电子标签的第一介质层2、第二介质层3、金属线型层5和电磁带隙周期性结构4是可沿该金属线型层5的馈电点（断开间隙58位置）为中轴而同步翻转折叠，因此下文所提及的该第二偶极子臂相对第一偶极子臂摆动，均是指上述的第一介质层2、第二介质层3、金属线型层5和电磁带隙周期性结构4是同步翻转摆动的。并且，该实施例中的电子标签转0°～90°，是指如图2所示的状态是该实施未转动状态，即0°（第二偶极子臂相对第一偶极子臂呈90°夹角），如图10所示的状态是该实施转动到临界状态，即90°，第二偶极子臂相对第一偶极子臂呈180°夹角）。图2-图10中，均是将第一介质层2贴设在金属物品1的垂直表面的该偶极子臂下端位置的对应的这部分的厚度保持不变，而相对的另一条偶极子臂的下端位置的介质层部分进行递增地加厚，即使这部分的介质层为具有一倾斜角的坡体,而第二介质层3与金属线型层5的形状以及厚度保持不变，只随着第一介质层2的该坡体坡度的改变（倾斜角改变），从而实现同步折叠转动。
参阅图11，为该实施例的电子标签转动20°(如图5)、40°(如图7)、60°（如图8、图9）以及90°（如图10）所对应的天线方向图调控的对比图。该图中的标注11与标注12对比，可显示：在该第二偶极子臂相对第一偶极子臂摆动从0°到90°过程中，该电子标签的天线辐射方向图指向最大值偏移约50°。
参阅图12，该实施例的电子标签转动20°(如图5)、40°(如图7)、60°（如图8、图9）以及90°（如图10）所对应的阻抗实部的调控的对比。从图可以看出：在该第二偶极子臂相对第一偶极子臂摆动从0°到90°过程中，天线阻抗实部的变化范围为：0～90ohm，符合RFID芯片阻抗实部的变化范围。
参阅图13，该实施例的电子标签转动20°(如图5)、40°(如图7)、60°（如图8、图9）以及90°（如图10）所对应的阻抗虚部的调控的对比。从图可以看出：在该第二偶极子臂相对第一偶极子臂摆动从0°到90°过程中，天线阻抗虚部的变化范围为：150～250ohm，符合RFID标签芯片阻抗虚部的变化范围。
参阅图14，为该实施例的电子标签转动60°（如图8和图9）后，第二介质层3在2.5mm的基础上变化-1.5mm～+5mm（即第二介质层3的厚度变化范围是1.0mm～7.5mm）所对应的阻抗的实部的变化。从图中可以看出：当改变该电磁带隙周期性结构４与该金属线型层３的间隔距离在1.0mm～7.5mm变化时，天线阻抗实部调控范围为0～120ohm。
参阅图15，为该实施例的电子标签转动60°（如图8和图9）后，第二介质层3在2.5mm的基础上变化-1.5mm～+5mm（即第二介质层3的厚度变化范围是1.0mm～7.5mm）所对应的阻抗的虚部变化。从图中可以看出：当改变该电磁带隙周期性结构４与该金属线型层３的间隔距离在1.0mm～7.5mm变化时，天线阻抗虚部调控范围为125～250ohm。
参阅图16，为该实施例的电子标签转动60°（如图8和图9）后，该电磁带隙周期性结构4中的矩形孔形状的变化对该电子标签的天线方向图辐射的调控对比。该电磁带隙周期性结构4中的小矩形孔尺寸从3mm×3mm，5mm×3mm，7mm×3mm，3mm×5mm，5mm×5mm，7mm×5mm，7mm×7mm分别进行变化，从该图中的标注13和14可以看出，在该电磁带隙周期性结构4中矩形孔形状大小变化的过程中，天线辐射方向图指向被改变，该电子标签的天线辐射方向图指向最大值偏移约45°。其中，在天线辐射方向图指向255°的方向对应的小矩形孔：3mm×5mm所对应的增益最高为5.98dBi。需要说明的是，虽然图中所示的该实施例的该电磁带隙周期性结构4中的每个矩形孔形状是一致进行变化的；然而在实际应用的调节过程中，该周期性矩形孔中的每个矩形孔的面积大小可分别进行调控。若在实际应用中，该电磁带隙周期性结构4的周期性孔是可以选用其他孔型，如圆孔，以及按照不同形式分布的，如同心环分布，则其调控方式也是与之类似。
参阅图18所示，是另一实施例的金属线型层5的线型布置结构，是以“信达”二字设计成天线。具体的，汉字 “信”和“达”汉字的下端通过一条直线段和两端弯折的折线段构成连接。“达”字的点与“达”字的主体连成一片，以调节天线阻抗的实部和虚部。“信”字的一点也延伸至一横，其他两横也连接至“口”上，以调节天线阻抗的实部和虚部，适应不同的芯片阻抗。且该第一偶极子臂的汉字字体“信”和第二偶极子臂的汉字字体“达”在临近中间的断开间隙的位置通过一弧线连接起来，通过该弧线可适当调整天线的容感性。该实施例的第二介质层3的默认基准厚度为2.0mm。
参阅图20，是该实施例的电子标签转动20°、40°(图19)、60°所对应的天线方向图调控的对比图。该图中可显示：在该第二偶极子臂相对第一偶极子臂摆动从20°到60°过程中，该电子标签的天线辐射方向图指向最大值偏移约30°。
参阅图21，为该实施例的电子标签转动20°、40°(图19)、60°所对应的阻抗实部的调控的对比图。从图可以看出：在该第二偶极子臂相对第一偶极子臂摆动从20°到60°过程中，天线阻抗实部的变化范围为2～30ohm，符合RFID芯片阻抗实部的变化范围。
参阅图22，为该实施例的电子标签转动20°、40°(图19)、60°所对应的阻抗虚部的调控的对比图。从图可以看出：在该第二偶极子臂相对第一偶极子臂摆动从20°到60°过程中，天线阻抗虚部的变化范围为：60～170ohm，符合RFID标签芯片阻抗虚部的变化范围。
参阅图23，为该实施例的电子标签转动40°（如图19）后，第二介质层（在2.0mm的基础上）变化-1.5mm～+5mm（即第二介质层3的厚度变化范围是0.5mm～7.0mm）所对应的阻抗的实部的变化示意图。从图中可以看出：当改变该电磁带隙周期性结构４与该金属线型层３的间隔距离在0.5mm～7.0mm变化时，天线阻抗实部调控范围为6～14ohm。
参阅图24，为该实施例的电子标签转动40°（如图19）后，第二介质层（在2.0mm的基础上）变化-1.5mm～+5mm（即第二介质层3的厚度变化范围是0.5mm～7.0mm）所对应的阻抗的虚部的变化示意图。从图中可以看出：当改变该电磁带隙周期性结构４与该金属线型层３的间隔距离在0.5mm～7.0mm变化时，天线阻抗虚部调控范围为80～150ohm。
参阅图25，为该实施例的电子标签转动40°（如图19）后，电磁带隙周期性结构4中矩形形状的变化对该电子标签的天线方向图辐射的调控对比。该电磁带隙周期性结构4中的小矩形孔尺寸从3mm×3mm， 5mm×5mm，7mm×7mm分别进行变化，从该图中可以看出，在该电磁带隙周期性结构4中矩形孔形状大小变化的过程中，天线辐射方向图指向被改变，该电子标签的天线辐射方向图指向最大值偏移约45°。其中，在天线辐射方向图指向300°的方向对应的小矩形孔：7mm×7mm所对应的增益最高约为6dBi。综上2个实施例的不同测试结果可见，该电子标签中：对金属线型层5形成的偶极子天线的其中一个偶极子臂进行翻转折叠不同角度，即可实现天线的辐射方向的调控和对天线的阻抗进行调控；对电磁带隙周期性结构4的周期性通孔的面积大小变化，即可实现天线的辐射方向的调控；对第二介质层3的厚度变化调整，即改变电磁带隙结构4与金属线型层5的距离，即可调节天线的阻抗。从而，是该电子标签来适应不同RFID芯片阻抗，及不同场合的应用对天线辐射角度的需求。
另外，本发明还公开了一种天线的辐射方向与阻抗的调节方法，是采用上述的天线，对其辐射方向调控是通过：调控该第二偶极子臂相对第一偶极子臂的摆动角度和/或调控该电磁带隙周期性结构的周期性通孔的面积大小变化来实现；对其阻抗调控是通过：调控该第二偶极子臂相对第一偶极子臂的摆动角度和/或调控该第二介质层的不同厚度来实现。
其中，调控该第二偶极子臂相对第一偶极子臂的摆动角度是：使第二偶极子臂相对第一偶极子臂的呈夹角在90°～180°之间。
因此，本发明实现了天线阻抗既能匹配各种RFID芯片，同时又可调控改变天线辐射方向的一种低成本的、制作容易的电子标签，具有：结构简单、制造工艺简单、成本低、满足RFID应用***中对天线的具体要求的技术优点。此外，本发明的电子标签可以根据商业应用的需要，自由设计企业标识于其中。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。
Claims (13)
1.一种天线，包括：两个介质层，分别是第一介质层、第二介质层，一个金属线型层和二个电磁带隙周期性结构；其中，
该第一介质层位于底层；
该金属线型层为偶极子天线结构，设置于该第一介质层的上表面和第二介质层的下表面之间，该金属线型层上的线型布置结构具体是：中间具有断开间隙以形成馈电点，该断开间隙向左和向右均为连接不间断的曲线段和直线段连接组成的第一偶极子臂和第二偶极子臂；
该第二介质层下表面叠加设置于该金属线型层之上；
该二个电磁带隙周期性结构均设置于该第二介质层的上表面，分别对应设于第一偶极子臂和第二偶极子臂的上方；
该第一介质层、第二介质层、金属线型层和电磁带隙周期性结构可沿该金属线型层的馈电点为中轴而同步翻转折叠，亦即第二偶极子臂相对第一偶极子臂摆动；
并且该天线的辐射方向的调控是通过调控该第二偶极子臂相对第一偶极子臂的摆动角度和/或调控该电磁带隙周期性结构的周期性通孔的面积大小变化来实现，该天线的阻抗的调控是通过调控该第二偶极子臂相对第一偶极子臂的摆动角度和/或调控该第二介质层的不同厚度来实现。
2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于：所述的第一偶极子臂和第二偶极子臂在临近中间的断开间隙的位置通过一弧线连接。
3.根据权利要求1或2所述的天线，其特征在于：调控所述的第二偶极子臂相对第一偶极子臂的摆动角度是：使第二偶极子臂相对第一偶极子臂呈夹角在90°～180°之间。
4.根据权利要求1或2所述的天线，其特征在于：所述的电磁带隙周期性结构是周期性矩形孔的周期性结构。
5.根据权利要求4所述的天线，其特征在于：所述的电磁带隙周期性结构的周期性矩形孔中的每个矩形孔的面积大小可分别进行调控。
6.根据权利要求1或2所述的天线，其特征在于：所述的金属线型层是由连续不间断的曲线段和直线段连接组成2个以上汉字的字体。
7.根据权利要求3所述的天线，其特征在于：所述的金属线型层是由连续不间断的曲线段和直线段连接组成2个以上汉字的字体。
8.根据权利要求4所述的天线，其特征在于：所述的金属线型层是由连续不间断的曲线段和直线段连接组成2个以上汉字的字体。
9.根据权利要求5所述的天线，其特征在于：所述的金属线型层是由连续不间断的曲线段和直线段连接组成2个以上汉字的字体。
10.一种电子标签，其特征在于：包括一RFID芯片和上述权利要求1-9所述的天线，该RFID芯片相应接口与该金属线型层的偶极子天线电连接，且该天线阻抗与该RFID芯片匹配。
11.根据权利要求10所述的电子标签，其特征在于：所述的第一介质层的底面额外附着一层金属浆层。
12.一种天线的辐射方向与阻抗的调节方法，其特征在于：具有上述权利要求1-9所述的天线，对其辐射方向调控是通过：调控该第二偶极子臂相对第一偶极子臂的摆动角度和/或调控该电磁带隙周期性结构的周期性通孔的面积大小变化来实现；对其阻抗调控是通过：调控该第二偶极子臂相对第一偶极子臂的摆动角度和/或调控该第二介质层的不同厚度来实现。
13.根据权利要求12所述的天线的辐射方向与阻抗的调节方法，其特征在于：调控该第二偶极子臂相对第一偶极子臂的摆动角度是：使第二偶极子臂相对第一偶极子臂呈夹角在90°～180°之间。
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