CN104638356A - 一种电感耦合型等间距弯折偶极子rfid标签天线 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电感耦合型等间距弯折偶极子RFID标签天线，包括基板、弯折偶极子辐射体和馈电环；弯折偶极子辐射体和馈电环安装在基板上，弯折偶极子辐射体为U形，U形两边为弯折形状，馈电环位于U形内部的U形两边之间。本发明的有益效果是特性阻抗灵活可调，实现弯折偶极子阻抗匹配容易，且成本低。
Description
技术领域
本发明属于微波通讯技术领域，涉及一种电感耦合型等间距弯折偶极子RFID标签天线。
背景技术
偶极子天线具有结构简单、制造方便、具有全向性的特点，因而被广泛使用。但是在UHF RFID标签天线设计中，由于简单的半波偶极子天线尺寸非常大，不适合RFID标签的应用，UHF RFID标签天线设计与应用还存在以下的难题：(1)阻抗匹配问题：要获得远的识别距离，要求天线与芯片良好匹配，RFID芯片一般具有小电阻、大容抗的阻抗特性，给天线与芯片的匹配带来很大的问题；(2)成本问题：要想大规模应用RFID标签，标签的成本必须降下来，这要求标签图案必须尽可能简单，而且最好能在同一平面上；(3)带宽问题：我国的UHF标准为920-925MHz，故一般要求天线的带宽最好能全部覆盖这个频段。针对这些问题，本发明设计了一种新型电感耦合型弯折偶极子RFID标签天线，阻抗匹配简单，制作成本低，尺寸小，结构简单，并具有较宽的阻抗带宽，可以方便地解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电感耦合型等间距弯折偶极子RFID标签天线，解决了目前RFID标签天线制作成本高，天线与芯片匹配困难的问题。
本发明所采用的技术方案是包括基板、弯折偶极子辐射体和馈电环；弯折偶极子辐射体和馈电环安装在基板上，弯折偶极子辐射体呈U形，U形两边为弯折形状，馈电环位于U形内部的U形两边之间。
进一步，所述弯折偶极子辐射体的U形两边中，每一边的上下两部分均为偶数次弯折，且上下部分呈轴对称结构。
进一步，所述弯折部位均为直角。
进一步，所述基板1采用相对介电常数为4.4的FR4；所述基板1为矩形结构，厚度为0.5mm-1.6mm。
进一步，所述弯折偶极子辐射体2与基板1边缘留出1mm空白。
进一步，所述弯折偶极子辐射体2弯折高度范围为9mm-11mm，弯折宽度一致且范围为2mm-5mm，线宽范围为1mm-5mm，馈电环3中点到最近弯折处的距离范围为10mm-15mm，天线弯折臂间距范围为4mm-9mm。
进一步，所述的馈电环3呈矩形结构，距弯折偶极子辐射体2的最近弯折处的距离范围为1mm-5mm，通过改变其尺寸可以调整输入阻抗虚部，线宽范围为0.8mm-3mm，馈电点宽度范围为0.6mm-2mm，馈电环的周长范围为60mm-66mm。
本发明的有益效果是特性阻抗灵活可调，实现弯折偶极子阻抗匹配容易，且成本低。
附图说明
图1为电感耦合型等间距弯折偶极子RFID标签天线弯折数为2结构示意图；
图2为电感耦合型等间距弯折偶极子RFID标签天线弯折数为4结构示意图；
图3为天线弯折数为2时优化参数后的回波损耗曲线；
图4为天线弯折数为4时优化参数后的回波损耗曲线；
图5为天线弯折数为2时优化参数后的E面、H面方向图；
图6为天线弯折数为4时优化参数后的E面、H面方向图。
图中，1.基板，2.弯折偶极子辐射体，3.馈电环。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明包括基板1、弯折偶极子辐射体2和馈电环3。弯折偶极子辐射体2和馈电环3安装在基板1上。弯折偶极子辐射体2为U形，U形两边为弯折形状，馈电环3位于U形内部的U形两边之间。弯折偶极子辐射体2的U形两边中，每一边的上下两部分均为偶数次弯折，且上下部分呈轴对称结构。弯折部位均为直角。基板1采用相对介电常数为4.4的FR4，所述基板1为矩形结构，厚度为0.5mm-1.6mm。弯折偶极子辐射体2与基板1边缘留出1mm空白。弯折偶极子辐射体2弯折高度范围9mm-11mm，弯折宽度一致且范围为2mm-5mm，线宽范围为1mm-5mm，馈电环3中点到最近弯折处的距离范围为10mm-15mm，天线弯折臂间距范围为4mm-9mm。馈电环3呈矩形结构，距弯折偶极子辐射体2的最近弯折处的距离范围为1mm-5mm，通过改变其尺寸可以调整输入阻抗虚部，线宽范围为0.8mm-3mm，馈电点宽度范围为0.6mm-2mm，馈电环的周长范围为60mm-66mm。
本发明弯折偶极子辐射体2是在传统弯折偶极子辐射体的基础上，在天线宽度方向上进行二次弯折并采用轴对称结构，改变该辐射体的参数组合实现谐振频率的调整。在设计过程中调节所述馈电环与所述弯折偶极子辐射体的间隙，能获得合适的输入阻抗实部，最终达到与标签芯片阻抗共轭匹配的效果。
本发明的优点还在于特性阻抗灵活可调，实现弯折偶极子阻抗匹配容易；具有较宽的阻抗带宽，覆盖了我国920-925MHz超高频频段；在天线宽度上进行二次弯折降低长宽比例，有效缩减了天线的尺寸；采用电感馈电，结构简单，更能适应标签小型化的应用趋势。
下面列举具体实施例对本发明进行说明：
实施例1：当弯折次数为2时，采用Alien公司的Higgs-3芯片，其阻抗随频率的变化而变化，在920MHz时，其阻抗测试值约为27-j200Ω，在此频率下设计天线。
天线结构示意图如图1所示，通过优化后其参数如表1所示，单位：mm。
表1
| L1 | L2 | L3 | s | RL | RW | d | W1 | W2 | d1 | h |
| 13.2 | 10 | 4 | 8 | 24 | 8 | 4 | 1 | 1 | 1 | 0.8 |
最终的优化天线尺寸为49.2mm×30mm×0.8mm，天线的阻抗Z＝23.12+j198.59Ω，可以实现天线阻抗与芯片的阻抗共轭匹配，反射系数为-24.1dB，天线增益为1.35dB。
如图3所示3dB带宽为886-940MHz，而10dB带宽为910-926MHz，覆盖了我国920-925MHz超高频频段。
如图5所示，是本发明工作于920MHz时E面和H面方向图，由图可见，本发明所述电感耦合型等间距弯折偶极子RFID标签天线辐射特性：E面半功率波束宽度为98°，方向图为8字形，而H面方向图为一个圆形，具有良好的全向特性。
实施例2：当弯折次数为4时，采用Alien公司的Higgs-3芯片，其阻抗随频率的变化而变化，在920MHz时，其阻抗测试值约为27-j200Ω，在此频率下设计天线。
天线结构示意图如图2所示，通过优化后其参数如表2所示，单位：mm。
表2
| L1 | L2 | L3 | s | RL | RW | d | W1 | W2 | d1 | h |
| 10.8 | 9.6 | 2 | 5.2 | 18.6 | 13.4 | 2.8 | 1.5 | 1.5 | 1 | 0.8 |
最终的优化天线尺寸为54.6mm×26.4mm×0.8mm，天线的阻抗Z＝27.47+j196.13Ω，可以实现天线阻抗与芯片的阻抗共轭匹配，反射系数为-25.9dB，天线增益为1.59dB。
如图4所示3dB带宽为877-948MHz，而10dB带宽为905-930MHz，覆盖了我国920-925MHz超高频频段。
如图6所示，是本发明工作于920MHz时E面和H面方向图，由图可见，本发明所述电感耦合型等间距弯折偶极子RFID标签天线辐射特性：E面半功率波束宽度为96°，方向图为8字形，而H面方向图为一个圆形，具有良好的全向特性。
本发明具有较宽的阻抗带宽，结构简单，并在宽度上进行二次弯折，降低了长宽比例，缩小了天线体积，在保持尺寸相当的情况下随弯折次数的增加天线增益明显提高。
本文虽然已经给出了本发明的两个实施例，但是本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明精神的情况下，可以对本文的实施例进行改变。上述实施例只是示例性的，不应以本文的实施例作为本发明权利范围的限定。
以上所述仅是对本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
Claims (7)
1.一种电感耦合型等间距弯折偶极子RFID标签天线，其特征在于：包括基板(1)、弯折偶极子辐射体(2)和馈电环(3)；弯折偶极子辐射体(2)和馈电环(3)安装在基板(1)上，弯折偶极子辐射体(2)为U形，U形两边为弯折形状，馈电环(3)位于U形内部、U形两边之间。
2.按照权利要求1所述一种电感耦合型等间距弯折偶极子RFID标签天线，其特征在于：所述弯折偶极子辐射体(2)的U形两边中的每一边的上下两部分均呈为偶数次弯折，且上下部分呈轴对称结构。
3.按照权利要求1所述一种电感耦合型等间距弯折偶极子RFID标签天线，其特征在于：所述U形两边弯折的角度为直角。
4.按照权利要求1所述一种电感耦合型等间距弯折偶极子RFID标签天线，其特征在于：所述基板(1)介质相对介电常数为4.4的FR4；基板(1)为矩形结构，厚度为0.5mm-1.6mm。
5.按照权利要求1所述一种电感耦合型等间距弯折偶极子RFID标签天线，其特征在于：所述弯折偶极子辐射体(2)与基板(1)边缘留出1mm空白。
6.按照权利要求1所述一种电感耦合型等间距弯折偶极子RFID标签天线，其特征在于：所述弯折偶极子辐射体(2)弯折高度范围9mm-11mm，弯折宽度一致且范围为2mm-5mm，线宽范围为1mm-5mm，馈电环(3)中点到最近弯折处的距离范围为10mm-15mm，天线弯折臂间距范围为4mm-9mm。
7.按照权利要求1所述一种电感耦合型等间距弯折偶极子RFID标签天线，其特征在于：所述的馈电环(3)呈矩形结构，距弯折偶极子辐射体(2)的最近弯折处的距离范围为1mm-5mm，通过改变其尺寸能调整输入阻抗虚部，线宽范围为0.8mm-3mm，馈电点宽度范围为0.6mm-2mm，馈电环的周长范围为30mm-33mm。
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|---|---|
| CN (1) | CN104638356A (zh) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105140632A (zh) * | 2015-07-06 | 2015-12-09 | 中南大学 | 一种感应耦合馈电的弯折偶极子rfid标签天线 |
| CN105956650A (zh) * | 2016-04-19 | 2016-09-21 | 中南大学 | 一种采用开路线馈电结构的rfid标签天线 |
| CN107799871A (zh) * | 2016-09-02 | 2018-03-13 | 半导体元件工业有限责任公司 | 射频识别rfid标签装置 |
| CN108847525A (zh) * | 2018-05-25 | 2018-11-20 | 哈尔滨工程大学 | 一种紧凑型多频带天线 |
| CN109919288A (zh) * | 2019-02-16 | 2019-06-21 | 江苏中科智睿物联网科技有限公司 | 一种新型全向水洗布标签天线 |
| CN109948195A (zh) * | 2019-02-27 | 2019-06-28 | 中国计量大学 | 一种pcb rfid标签弯折偶极子天线的阻抗建模方法 |
| WO2019137522A1 (zh) * | 2018-01-15 | 2019-07-18 | 深圳市信维通信股份有限公司 | 天线单元、mimo天线及手持设备 |
| CN112364969A (zh) * | 2020-11-12 | 2021-02-12 | 上海仪电特镭宝信息科技有限公司 | 一种不受被贴物环境影响的rfid标签 |
| CN112467354A (zh) * | 2019-09-06 | 2021-03-09 | 莫冰 | 可调谐的超高频rfid标签天线及其阻抗调谐方法 |
| CN112964936A (zh) * | 2021-01-30 | 2021-06-15 | 天津理工大学 | 一种对周围环境介电常数敏感的微型天线传感器 |
| CN113871882A (zh) * | 2021-08-31 | 2021-12-31 | 广东工业大学 | 一种多模宽带滤波微基站天线 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101090175A (zh) * | 2007-07-18 | 2007-12-19 | 北京邮电大学 | 电容和电感耦合的超高频rfid通用标签天线 |
| CN103022644A (zh) * | 2012-12-10 | 2013-04-03 | 贵州师范大学 | 一种轮胎嵌入式rfid小型化标签弯折天线的设计方法 |
| CN204391265U (zh) * | 2015-01-30 | 2015-06-10 | 董健 | 一种电感耦合型等间距弯折偶极子rfid标签天线 |
-
2015
- 2015-01-30 CN CN201510047699.1A patent/CN104638356A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101090175A (zh) * | 2007-07-18 | 2007-12-19 | 北京邮电大学 | 电容和电感耦合的超高频rfid通用标签天线 |
| CN103022644A (zh) * | 2012-12-10 | 2013-04-03 | 贵州师范大学 | 一种轮胎嵌入式rfid小型化标签弯折天线的设计方法 |
| CN204391265U (zh) * | 2015-01-30 | 2015-06-10 | 董健 | 一种电感耦合型等间距弯折偶极子rfid标签天线 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| H.-W. SON等: ""Design of RFID tag antennas using an inductively coupled feed"", 《ELECTRONICS LETTERS》 * |
| 夏小勇等: ""一种UHF频段的标签天线的设计与分析"", 《科学技术与工程》 * |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105140632B (zh) * | 2015-07-06 | 2018-09-21 | 中南大学 | 一种感应耦合馈电的弯折偶极子rfid标签天线 |
| CN105140632A (zh) * | 2015-07-06 | 2015-12-09 | 中南大学 | 一种感应耦合馈电的弯折偶极子rfid标签天线 |
| CN105956650A (zh) * | 2016-04-19 | 2016-09-21 | 中南大学 | 一种采用开路线馈电结构的rfid标签天线 |
| CN107799871A (zh) * | 2016-09-02 | 2018-03-13 | 半导体元件工业有限责任公司 | 射频识别rfid标签装置 |
| WO2019137522A1 (zh) * | 2018-01-15 | 2019-07-18 | 深圳市信维通信股份有限公司 | 天线单元、mimo天线及手持设备 |
| US10950953B2 (en) | 2018-01-15 | 2021-03-16 | Shenzhen Sunway Communication Co., Ltd. | Antenna unit, MIMO antenna and handheld device |
| CN108847525B (zh) * | 2018-05-25 | 2021-07-16 | 哈尔滨工程大学 | 一种紧凑型多频带天线 |
| CN108847525A (zh) * | 2018-05-25 | 2018-11-20 | 哈尔滨工程大学 | 一种紧凑型多频带天线 |
| CN109919288A (zh) * | 2019-02-16 | 2019-06-21 | 江苏中科智睿物联网科技有限公司 | 一种新型全向水洗布标签天线 |
| CN109948195A (zh) * | 2019-02-27 | 2019-06-28 | 中国计量大学 | 一种pcb rfid标签弯折偶极子天线的阻抗建模方法 |
| CN112467354A (zh) * | 2019-09-06 | 2021-03-09 | 莫冰 | 可调谐的超高频rfid标签天线及其阻抗调谐方法 |
| CN112467354B (zh) * | 2019-09-06 | 2023-05-02 | 莫冰 | 可调谐的超高频rfid标签天线及其阻抗调谐方法 |
| CN112364969A (zh) * | 2020-11-12 | 2021-02-12 | 上海仪电特镭宝信息科技有限公司 | 一种不受被贴物环境影响的rfid标签 |
| CN112964936A (zh) * | 2021-01-30 | 2021-06-15 | 天津理工大学 | 一种对周围环境介电常数敏感的微型天线传感器 |
| CN113871882A (zh) * | 2021-08-31 | 2021-12-31 | 广东工业大学 | 一种多模宽带滤波微基站天线 |
| CN113871882B (zh) * | 2021-08-31 | 2023-10-20 | 广东工业大学 | 一种多模宽带滤波微基站天线 |
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