CN106602218A - 一种抗金属表面的有源射频识别标签天线 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种抗金属表面的有源射频识别标签天线，包括天线主体、介质基板及覆铜金属片，所述天线主体设置于所述介质基板的上表面，所述覆铜金属片固定于所述介质基板的下表面，其中：所述天线主体包括一信号端子、一接地端子以及一辐射枝，所述信号端子位于所述辐射枝与所述接地端子之间，其连接于所述辐射枝，并与所述接地端子间设有一交指结构，所述接地端子与所述覆铜金属片相连接。本发明的抗金属表面的有源射频识别标签天线，能工作于金属表面而不受金属表面影响，其易于集成，性能稳定。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于物联网有源RFID标签的天线，具体涉及一种抗金属表面的有源射频识别标签天线。
背景技术
随着物联网的蓬勃发展，作为物联网核心技术的上有源RFID(Radio FrequencyIdentification-射频识别)技术也得到长足发展。有源RFID标签结合各种传感器，也被应用于各种环境之中。由于标签中的关键器件内置天线在使用过程中极易受环境影响，容易频偏，辐射方向图恶化。因此如何设计环境适应性强，便于集成的天线，成为RFID标签天线设计需要解决的问题。
目前用于有源RFID标签的内置天线主要有三种形式，振子天线，IFA(Inverted-FAntenna)天线与陶瓷天线。振子天线由于天线尺寸大，主要应用与对标签尺寸限制小的场合；陶瓷天线主要应用于极小标签尺寸并且对天线性能要求不高的场合。IFA天线由于结构紧凑，尺寸小，性能好成为有源RFID标签的首选天线结构。
IFA(Inverted-F Antenna)天线一般采用印刷电路天线结构。要求天线布线在顶层，天线底层不得铺地。这样的结构，在标签安装在金属表面上时，天线与底层金属之间形成很大的耦合电容，天线性能会受到很大影响，会导致标签通讯性能恶化。
如何设计一种尺寸小，结构紧凑，又能保持天线性能，并且在标签安装在金属表面时，天线性能不受影响，是天线设计中的难点问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗金属表面的有源射频识别标签天线，能工作于金属表面而不受金属表面影响，其易于集成，性能稳定。
为此，本发明提出一种抗金属表面的有源射频识别标签天线，其包括天线主体、介质基板及覆铜金属片，所述天线主体设置于所述介质基板的上表面，所述覆铜金属片固定于所述介质基板的下表面，其中：
所述天线主体包括一信号端子、一接地端子以及一辐射枝，所述信号端子位于所述辐射枝与所述接地端子之间，其连接于所述辐射枝，并与所述接地端子间设有一交指结构，所述接地端子与所述覆铜金属片相连接。
如上所述的抗金属表面的有源射频识别标签天线，其中，所述辐射枝为一长条状的横向片体，所述信号端子包括竖向设置的一内端子及一外端子，所述内端子与所述外端子间隔连接于所述辐射枝的一端处，使所述辐射枝与所述信号端子连接形成F型结构。
如上所述的抗金属表面的有源射频识别标签天线，其中，所述外端子上沿长度方向间隔设有多个外端支脚，各所述外端支脚沿横向朝所述接地端子延伸设置，所述接地端子为一竖向片体，其沿长度方向间隔设有多个内端支脚，各所述内端支脚沿横向朝所述外端子延伸设置，所述内端支脚与所述外端支脚相互平行，且两者的数量相等，各所述内端支脚与各所述外端支脚沿竖向依次交替排列设置，且互不接触，以形成所述交指结构。
如上所述的抗金属表面的有源射频识别标签天线，其中，所述介质基板上设有一覆铜通孔，所述覆铜通孔的上端与所述接地端子相接触，其下端与所述覆铜金属片相接。
如上所述的抗金属表面的有源射频识别标签天线，其中，所述辐射枝的另一端折弯形成一U型结构。
如上所述的抗金属表面的有源射频识别标签天线，其中，所述介质基板的厚度为2mm，其长度为25mm，其宽度为6.25mm。
本发明提出的抗金属表面的有源射频识别标签天线，辐射枝通过交指结构、信号端子与地构成的射频端口相连，从而实现了分布结构的天线匹配设计，有效消除了天线主体下方铺地的影响；由于天线主体下方介质基板底部已经预先铺设覆铜金属，在这样的结构，当在覆铜金属下再增加金属表面时，对本发明的影响变得微弱，减少了干扰；辐射枝采用U型结构，有效的缩减了天线尺寸。
本发明提出的抗金属表面的有源射频识别标签天线，能工作于金属表面而不受金属表面影响，其易于集成，性能稳定，适用于物联网领域的有源RFID标签。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：
图1为本发明的抗金属表面的有源射频识别标签天线的立体示意图。
图2为本发明的抗金属表面的有源射频识别标签天线的主视图。
图3为本发明中介质基板的侧视图。
主要元件标号说明：
1 天线主体 11 信号端子
111 内端子 112 外端子
113 外端支脚
12 接地端子 121 内端支脚
13 辐射枝 2 介质基板
21 覆铜通孔
3 覆铜金属片
具体实施方式
本发明提出一种抗金属表面的有源射频识别标签天线，包括天线主体、介质基板及覆铜金属片，所述天线主体设置于所述介质基板的上表面，所述覆铜金属片固定于所述介质基板的下表面，其中：所述天线主体包括一信号端子、一接地端子以及一辐射枝，所述信号端子位于所述辐射枝与所述接地端子之间，其连接于所述辐射枝，并与所述接地端子间设有一交指结构，所述接地端子与所述覆铜金属片相连接。本发明的能工作于金属表面而不受金属表面影响的天线，该天线易于集成，性能稳定，适用于物联网领域的有源RFID标签。
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，以下结合附图及较佳实施例，对本发明提出的抗金属表面的有源射频识别标签天线的具体实施方式、结构、特征及功效，详细说明如后。另外，通过具体实施方式的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入具体的了解，然而所附图仅是提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
图1为本发明的抗金属表面的有源射频识别标签天线的立体示意图。图2为本发明的抗金属表面的有源射频识别标签天线的主视图。图3为本发明中介质基板的侧视图。
如图1所示，本发明提出的抗金属表面的有源射频识别标签天线，包括天线主体1、介质基板2及覆铜金属片3，所述天线主体1设置于所述介质基板2的上表面，所述覆铜金属片3固定于所述介质基板2的下表面，其中：
所述天线主体1包括一信号端子11、一接地端子12以及一辐射枝13，所述信号端子11位于所述辐射枝12与所述接地端子13之间，其连接于所述辐射枝13，并与所述接地端子12间设有一交指结构，该交指结构可以有效的增大等效L型匹配网络的串联电容值，这样就无需增加额外的集总参数的电容器件，从而实现了采用分布参数进行天线匹配的目的；所述接地端子12与所述覆铜金属片3相连接。
较佳地，所述辐射枝13为一长条状的横向片体，所述信号端子11包括竖向设置的一内端子111及一外端子112，所述内端子111与所述外端子111间隔连接于所述辐射枝13的一端处，使所述辐射枝13与所述信号端子11连接形成F型结构。
其中，所述外端子112上沿长度方向间隔设有多个外端支脚113，各所述外端支脚113沿横向朝所述接地端子12延伸设置，所述接地端子12为一竖向片体，其沿长度方向间隔设有多个内端支脚121，各所述内端支脚121沿横向朝所述外端子112延伸设置，所述内端支脚121与所述外端支脚113相互平行，且两者的数量相等，各所述内端支脚121与各所述外端支脚113沿竖向依次交替排列设置，且互不接触，以形成所述交指结构。如在图2所示中，最上侧第一个为内端支脚121，第二个为外端支脚113，第三个为内端支脚121……，依次类推，使各所述内端支脚121与外端支脚113交替排列放置。其中，如图示的结构中，上述横向优选为所述介质基板的长度方向，竖向为所述介质基板的宽度方向。
请一并参见图2、图3，所述介质基板2上设有一覆铜通孔21，所述覆铜通孔21的上端与所述接地端子12相接触，其下端与所述覆铜金属片3相接，由此，可先行在所述介质基板2上钻设通孔，并利用PCB工艺在该通孔上覆铜，从而形成所述覆铜通孔21来等效金属柱，使其两端对应与所述接地端子12及覆铜金属片3相连接，以便于所述接地端子12及覆铜金属片3之间的连接。
为了有效缩减天线尺寸，优选所述辐射枝13的另一端折弯形成一U型结构。如图所示，优选该U型结构与所述接地端子12位于辐射枝13的相同侧，且其开口朝向所述接地端子12。在实际应用时，该介质基板优选为刚性材料构成，例如是介电常数为44、厚度为2mm的印刷电路板基材，且介质基板尺寸为25mm(长)*6.25mm(宽)。另外，优选本发明的天线的工作频率在2.4-2.483GHz。
本发明提出的抗金属表面的有源射频识别标签天线，射频端口与交指结构的左侧部分(图2中的外端子112)相连，交指结构的右侧部分(图2中的内端支脚121)通过覆铜通孔接地，从而实现了分布结构的L型天线匹配网络设计，有效消除了天线主体下方铺地的影响；由于天线主体下方介质基板底部已经预先铺设覆铜金属，在这样的结构，当在覆铜金属下再增加金属表面时，对本发明的影响变得微弱，减少了干扰。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。
Claims (6)
1.一种抗金属表面的有源射频识别标签天线，其特征在于，所述抗金属表面的有源射频识别标签天线包括天线主体、介质基板及覆铜金属片，所述天线主体设置于所述介质基板的上表面，所述覆铜金属片固定于所述介质基板的下表面，其中：
所述天线主体包括一信号端子、一接地端子以及一辐射枝，所述信号端子位于所述辐射枝与所述接地端子之间，其连接于所述辐射枝，并与所述接地端子间设有一交指结构，所述接地端子与所述覆铜金属片相连接。
2.如权利要求1所述的抗金属表面的有源射频识别标签天线，其特征在于，所述辐射枝为一长条状的横向片体，所述信号端子包括竖向设置的一内端子及一外端子，所述内端子与所述外端子间隔连接于所述辐射枝的一端处，使所述辐射枝与所述信号端子连接形成F型结构。
3.如权利要求2所述的抗金属表面的有源射频识别标签天线，其特征在于，所述外端子上沿长度方向间隔设有多个外端支脚，各所述外端支脚沿横向朝所述接地端子延伸设置，所述接地端子为一竖向片体，其沿长度方向间隔设有多个内端支脚，各所述内端支脚沿横向朝所述外端子延伸设置，所述内端支脚与所述外端支脚相互平行，且两者的数量相等，各所述内端支脚与各所述外端支脚沿竖向依次交替排列设置，且互不接触，以形成所述交指结构。
4.如权利要求1或3所述的抗金属表面的有源射频识别标签天线，其特征在于，所述介质基板上设有一覆铜通孔，所述覆铜通孔的上端与所述接地端子相接触，其下端与所述覆铜金属片相接。
5.如权利要求2或3所述的抗金属表面的有源射频识别标签天线，其特征在于，所述辐射枝的另一端折弯形成一U型结构。
6.如权利要求1所述的抗金属表面的有源射频识别标签天线，其特征在于，所述介质基板的厚度为2mm，其长度为25mm，其宽度为6.25mm。
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