CN1264932A - 供电子识别***使用的混合天线装置 - Google Patents

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克里斯托弗·戈登·杰维斯·特纳
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Abstract

偶极天线34包括作为第一极的环36和以包括终接于贴片46的带44的附件42作为第二极。环的周长是工作频率二分之一波长的数量级,附件的有效长度是该波长的至少0.15倍。偶极天线34比常规半波长偶极天线短,具有更好的频率响应,并且天线阻抗ZA取决于馈电点38在环36中的位置。该天线可供电子射频识别***的发射应答器使用。

Description

供电子识别***使用的混合天线装置
本发明涉及天线，特别是供构成包括查询器或阅读器和多个发射应答器的电子射频识别***部件的发射应答器使用的天线。
上面提到的这种已知的电子识别***包括一个查询器，该查询器包括将查询信号发射到发射应答器的发射机和从发射应答器接收响应信号的接收机。查询器中的微处理器由从该发射应答器接收的响应信号中的数据识别特定发射应答器(transponder)。每个发射应答器包括一个天线和一个用于从查询信号接收和收集电能的检测器电路，以给出足够高的电压为发射应答器的调制器和逻辑电路供电。
已知的发射应答器中使用的天线分成两个主要种类，即常规的线性半波长谐振偶极天线和环形天线。半波偶极天线的主要缺陷在于对许多应用来说它太长了。环形天线的主要缺陷在于其辐射和响应图太依赖于附近的其它物体。在随机排列多个发射应答器的情况下，该依赖性可能导致某些发射应答器不从查询器接收查询信号。
因此，本发明的目的是提供一种天线，申请人相信利用该天线可至少减轻上述缺陷。
根据本发明，提供一种偶极天线，其中第一极包括一个导电环，第二极包括一个从环向外延伸的导电附件。
该环可以具有任何适当的形状或结构，例如圆形、椭圆形、方形、矩形等，并且环的周长最好基本等于工作频率的二分之一波长。
该环最好为矩形形状。
附件所具有的长度最好是上述波长的至少0.15倍并可包括其长度至少是上述波长0.15倍的直线带。
在其它实施例中，直线带可以更短并终接于固体导电扁平体或贴片(pad)。
在一个优选实施例中，环的外形与贴片的外形相同。
天线可以围绕通过环、附件和贴片延伸的中轴对称。天线也可以围绕垂直于中轴延伸的轴对称。
可以在环的中断处为天线设置馈电点。
该天线可在馈电点具有天线阻抗，该阻抗取决于在环上为馈电点选择的位置。
该环可以包括阻抗匹配装置。
本发明的范围内还包括一个射频电子识别***的发射应答器，该发射应答器包括如上所定义的天线。包括该发射应答器的电子识别***也包括在本发明的范围内。
现在参考附图仅作为例子进一步描述本发明，其中：
图1是已知的电子射频识别***的方框图；
图2是根据本发明的混合天线第一优选实施例的平面图；
图3是第二实施例的平面图；
图4是图3中天线的三维图。
图5是图4中天线的辐射图的示意图；
图6是与包括750欧姆的负载并联再与1.6pf并联的天线阻抗的电阻元件相对于频率的曲线；和
图7是与包括具有1.6pf的750欧姆的负载并联的天线阻抗的电阻元件相对于频率的曲线。
图1示出已知的电子射频(RF)识别***10。
该***包括一个查询器或阅读器12和多个无源RF发射应答器14.1至14.n。使用中，发射应答器安装在待识别的物品上。查询器12包括一个天线16，并且每个发射应答器，例如发射应答器14.1包括一个衬底18，该衬底上安装有包括该发射应答器的集成电路的芯片20。芯片20与同样安装在衬底上的天线22连接。
通过使查询器发射RF激励信号24来识别物品。每个发射应答器通过其天线22接收激励信号，利用信号中的能量为芯片20上的逻辑集成电路供电，然后通过向查询器发射或反向散射包括该发射应答器的识别码特征的响应信号来响应该激励信号。查询器接收该响应信号并读取识别码。查询器利用该代码识别发射应答器和其上安装了该发射应答器的物品。虽然上面描述了利用反向散射技术的无源发射应答器，本发明也可使用其它无源发射应答器，以及有源发射应答器。
在本说明书的介绍中描述了常规线性半波长偶极天线22的缺陷。
参考图2，根据本发明的天线26是一个偶极天线，该天线的第一极包括环28，天线的第二极包括从环向外延伸的附件30。该环的形状为矩形并在其中的中断处设置有馈电点32。环的周长为工作频率，例如900MHz的二分之一波长(λ/2)的数量级。附件的长度l至少是上述波长的0.15倍。
图3中设计的天线34的第二实施例包括具有矩形外形的环。在环中的中断处设置有馈电点38。发射应答器的芯片20在馈电点38连接到天线。该环还包括并联阻抗匹配装置40，以使天线的阻抗ZA与芯片上电路的输入阻抗匹配。在其它实施例中，匹配装置可与芯片20的输入阻抗串联。这种情况下，可在匹配网络40与环36的顶部引线相遇的地方设置芯片20和馈电点38。
天线的附件42包括从环36向外延伸并终接于固体扁平体或贴片46的带44。由于由带44和贴片的侧边48和50一起为附件提供了至少0.15λ的有效长度le，贴片的作用是缩短天线的整个长度。与150mm的半波长偶极相比，天线34的整个长度是81mm。虽然图3中未说明这种对称性，天线可以围绕通过环、带和贴片延伸的中心垂直轴M(图3中所示)对称。也可围绕与中轴垂直的轴N对称。
图4中沿X、Y和Z轴示出天线34的三维表示。图5中示出天线的辐射图，与常规的半波长偶极的相似。
参考图4，申请人已发现天线阻抗ZA(图3所示)取决于馈电点38在环上的位置。对于图4中的位置38.1至38.9，获得下面的阻抗：
    位置     阻抗(欧姆)
    38.1     88
    38.2     96
    38.3     129
    38.4     185
    38.5     268
    38.6     548
    38.7 在900MHz为1150
    38.8 在900MHz为1600
    38.9 在900MHz为2000
直到位置38.6，在约870MHz处获得谐振。对于位置38.7至38.9，在850-950MHz的频率范围中获得具有电感分量的大阻抗。
因此，通过为馈电点38选择合适的位置，可选择和获得相对容易与芯片20的高输入阻抗匹配的大天线阻抗(例如548欧姆)。因此，该天线可与具有大于例如400欧姆的输入阻抗的芯片匹配。
在图6和7中示出在800MHz至1GHz的频率范围中天线阻抗ZA的电阻和电抗分量分别相对于频率的曲线。可以看出，该变化相对较小，与常规半波长偶极相比肯定更小。因此，可以理解，根据本发明的混合天线的工作带宽预期要比常规半波长偶极的工作带宽更好。
应该理解，在不脱离本该公开的范围和精神的情况下，对根据本发明的天线，发射应答器，和电子识别***在细节上有许多改变。

Claims (14)

1.一种偶极天线，其中第一极包括一个导电环，第二极包括一个从环向外延伸的导电附件。
2.根据权利要求1所述的天线，其中环的周长基本等于工作频率的二分之一波长。
3.根据权利要求1或2所述的天线，其中环为矩形形状。
4.根据权利要求1至3中任何一个所述的天线，其中附件具有所述波长至少0.15倍的长度。
5.根据权利要求4所述的天线，其中附件包括长度是所述波长至少0.15倍的带。
6.根据权利要求4所述的天线，其中附件包括终接于导电贴片的带。
7.根据权利要求6所述的天线，其中环的外形与贴片的外形相同。
8.根据权利要求7所述的天线，其中天线围绕通过环、带和贴片延伸的中轴对称。
9.根据前面任何一个权利要求所述的天线，在环的中断处包括一个馈电点。
10.一种包括与权利要求1至9中任何一个所述的偶极天线连接的芯片的射频电子识别***的发射应答器。
11.一种包括一个查询器和至少一个权利要求10所述的发射应答器的射频电子识别***。
12.一种电子识别***的发射应答器，该发射应答器包括一个具有输入阻抗的芯片；和具有以一个环作为一极和从该环向外延伸的附件作为另一极的偶极天线，芯片在环中设置的馈电点处与天线连接，该天线在馈电点处具有天线阻抗并且该阻抗取决于馈电点在环中的位置，输入阻抗和天线阻抗至少部分地由馈电点在环上的位置匹配。
13.根据权利要求12所述的发射应答器，其中天线包括与芯片的输入阻抗并联的阻抗匹配装置。
14.根据权利要求12所述的发射应答器，其中天线包括与芯片的输入阻抗串联的阻抗匹配装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100490458C (zh) * 2002-09-20 2009-05-20 富士通株式会社 折叠式便携无线机和该无线机的底板
CN101110494B (zh) * 2006-07-17 2011-12-07 大同股份有限公司 射频识别标签的平板天线
CN102682329A (zh) * 2011-03-15 2012-09-19 中国钢铁股份有限公司 具有电容负载的射频识别标签

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10012967A1 (de) * 2000-03-16 2001-09-20 Andreas Plettner Transponder
EP1168237B1 (en) * 2000-06-19 2006-05-10 Supersensor (Proprietary) Limited Broad bandwidth, high impedance transponder for electronic identification system
US6975834B1 (en) * 2000-10-03 2005-12-13 Mineral Lassen Llc Multi-band wireless communication device and method
AU2003233003A1 (en) * 2002-04-24 2003-11-10 Marconi Intellectual Property (Us) Inc Wireless communication device
US7667589B2 (en) * 2004-03-29 2010-02-23 Impinj, Inc. RFID tag uncoupling one of its antenna ports and methods
US7528728B2 (en) * 2004-03-29 2009-05-05 Impinj Inc. Circuits for RFID tags with multiple non-independently driven RF ports
US7423539B2 (en) 2004-03-31 2008-09-09 Impinj, Inc. RFID tags combining signals received from multiple RF ports
US7510117B2 (en) * 2004-06-04 2009-03-31 Impinj Inc Decoding with memory in RFID system
US8045947B2 (en) * 2004-09-17 2011-10-25 Massachusetts Institute Of Technology RF power extracting circuit and related techniques
US7714794B2 (en) * 2005-01-19 2010-05-11 Behzad Tavassoli Hozouri RFID antenna
DE112005003426B4 (de) * 2005-02-05 2017-12-14 Shenzhen Sunway Communication Co., Ltd. Breitband-Mehrfach-Schleifenantenne für mobile Kommunikationsgeräte
ATE480022T1 (de) * 2005-12-19 2010-09-15 Nxp Bv Funkempfänger, funksender und hörgerät
US8746574B2 (en) * 2006-02-24 2014-06-10 Nxp, B.V. Transmitter, receiver, antenna arrangement for use with a transmitter or for use with a receive, and RFID transponder
US7573425B2 (en) * 2007-03-20 2009-08-11 Industrial Technology Research Institute Antenna for radio frequency identification RFID tags
US8289163B2 (en) 2007-09-27 2012-10-16 3M Innovative Properties Company Signal line structure for a radio-frequency identification system
US8717244B2 (en) 2007-10-11 2014-05-06 3M Innovative Properties Company RFID tag with a modified dipole antenna
US7847697B2 (en) 2008-02-14 2010-12-07 3M Innovative Properties Company Radio frequency identification (RFID) tag including a three-dimensional loop antenna
KR100978271B1 (ko) * 2008-04-01 2010-08-26 엘에스산전 주식회사 내장형 안테나를 사용한 ｒｆｉｄ 태그 및 이를 이용한ｒｆｉｄ 시스템
CN102637063B (zh) 2011-09-28 2014-12-03 联想(北京)有限公司 信息处理设备
JP6058573B2 (ja) * 2014-03-13 2017-01-11 株式会社東芝 アンテナおよび電子機器

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2978703A (en) * 1960-03-08 1961-04-04 Avco Corp Folded dipole antenna fabricated from a single metallic sheet
US3576567A (en) * 1967-07-11 1971-04-27 Edward H Shively Circularly polarized broadcast antenna
US3560983A (en) * 1967-09-12 1971-02-02 Volkers Research Corp Omnidirectional loop antenna
GB2180123B (en) * 1984-12-21 1989-01-18 Senezco Limited Transponder systems
US5198826A (en) * 1989-09-22 1993-03-30 Nippon Sheet Glass Co., Ltd. Wide-band loop antenna with outer and inner loop conductors
US5189246A (en) 1989-09-28 1993-02-23 Csir Timing apparatus
US5182570A (en) * 1989-11-13 1993-01-26 X-Cyte Inc. End fed flat antenna
AU654992B2 (en) 1991-01-04 1994-12-01 Csir Communication system
JP3100716B2 (ja) 1991-01-04 2000-10-23 シーエスアイアール 識別装置
EP0918308B1 (en) * 1991-04-03 2005-12-14 Tagsys SA Article sorting system
US5572226A (en) * 1992-05-15 1996-11-05 Micron Technology, Inc. Spherical antenna pattern(s) from antenna(s) arranged in a two-dimensional plane for use in RFID tags and labels
US5557280A (en) 1992-08-26 1996-09-17 British Technology Group Limited Synchronized electronic identification system
IL107636A (en) 1992-11-18 1998-02-08 Csir Identify multiple items
US5657029A (en) * 1993-02-09 1997-08-12 Nippon Sheet Glass Co., Ltd. Glass antenna device for automobile telephone
ZA941671B (en) 1993-03-11 1994-10-12 Csir Attaching an electronic circuit to a substrate.
JPH09260925A (ja) * 1996-03-19 1997-10-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd アンテナ装置
US5923298A (en) * 1997-04-30 1999-07-13 Ford Motor Company Multiband reception antenna for terrestrial digital audio broadcast bands
EP0884796A3 (en) * 1997-06-11 1999-03-24 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Antenna device consisting of bent or curved portions of linear conductor

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100490458C (zh) * 2002-09-20 2009-05-20 富士通株式会社 折叠式便携无线机和该无线机的底板
CN101110494B (zh) * 2006-07-17 2011-12-07 大同股份有限公司 射频识别标签的平板天线
CN102682329A (zh) * 2011-03-15 2012-09-19 中国钢铁股份有限公司 具有电容负载的射频识别标签
CN102682329B (zh) * 2011-03-15 2015-03-25 中国钢铁股份有限公司 具有电容负载的射频识别标签

Also Published As

Publication number Publication date
EP1026779A2 (en) 2000-08-09
JP2000295027A (ja) 2000-10-20
ZA200000668B (en) 2000-10-22
US6346922B1 (en) 2002-02-12
EP1026779A3 (en) 2003-06-04

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