CN202178383U - 一种小型全向电子标签天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及天线技术领域，特指一种小型全向电子标签天线；本实用新型一种小型全向电子标签天线，包括外壳，外壳内具有套筒，套筒内具有天线部分、介质基带，天线部分位于介质基带上，天线部分包括偶极子天线；天线部分连同介质基带卷曲成筒状；本实用新型卷曲成筒状，使天线在其他性能影响不大的情况下，雷达目标反射面积得到很大提高，使得电子标签天线的读写方向性能得到改善；结构简单，可以实现特性阻抗可调；天线具有良好的方向性，可以适用于对读写方向有特殊要求的环境中；天线结构可以在尺寸调整后，同时用于UHF频段、微波频段，与国内外众多ASIC厂商的芯片达到良好匹配。

Description

一种小型全向电子标签天线

技术领域

本实用新型涉及天线技术领域，特指一种适用于ISO18000-6C和EPC GEN2电子标签标准、具有优异方向性的小型全向电子标签天线。

背景技术

射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)技术，是一种利用射频方式通过非接触式双向通信自动识别目标并获取相关数据的技术，是目前最热门的智能识别技术之一。典型的RFID***主要包括标签、阅读器和主机控制***三部分，其中标签的性能对整个RFID***起到了重要的作用，成本占比达到65％以上，作为标签重要组成部分的天线设计就显得尤为重要。

与普通的谐振天线不同，标签天线由于需要与RFID芯片直接相连，不存在阻抗变换环节，设计之初就需要考虑天线阻抗与芯片的共轭匹配，天线的阻抗设计目标往往具有实部和虚部，即电阻分量和电抗分量，增加了天线设计的难度。同时，在天线的设计过程中既有来自诸如增益，效率，方向性等本征特性的要求，又存在特殊使用环境、尺寸、读写方向等外在限制，从而天线的设计变的复杂。

见图1，在UHF频段(860MHz～960MHz)和微波频段(2.45GHz)的电子标签天线多采用体积小、重量轻、低剖面的平面天线，可用于射频标签的平面天线主要有：印刷偶极子天线、微带天线、带线缝隙天线等，其中偶极子天线以其结构简单、阻抗设计灵活、成本低、易于实现大规模商用最为常见。

但是，常见的片面天线方向性都有不足，不适用于对标签天线的读写方向有较高要求的环境中。

因此，设计一种低成本、工艺难度低，天线尺寸受到部分限制时仍能在多个频段(UHF频段、微波频段)满足较高方向性要求的天线结构就显得尤为重要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足提供一种小型全向电子标签天线，该小型全向电子标签天线可以实现特性阻抗灵活可调，在满足低成本、工艺简单前提下，调整尺寸后，可适用于UHF频段、微波频段。

为实现上述目的，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种小型全向电子标签天线，包括外壳，外壳内具有套筒，套筒内具有天线部分、介质基带，天线部分位于介质基带上，天线部分包括偶极子天线；天线部分连同介质基带卷曲成筒状。

所述偶极子天线中间具有馈电点，偶极子天线左右两端对称设置具有宽展部。

所述偶极子天线前后两端对称设置有闭合环路枝节，闭合环路枝节与宽展部连接。

所述馈电点一侧的偶极子天线的长度为25mm-30mm。

所述宽展部的长度为30mm-45mm，宽度为15mm-44mm。

所述闭合环路枝节与偶极子天线之间的间隔宽度≤3mm。

所述介质基带两面对称设置有天线部分，介质基带上开设有通孔，介质基带两面的天线部分通过该通孔连接。

所述套筒焊接在宽展部上。

所述套筒的直径与宽展部的宽度相同，套筒的长度与宽展部的长度相同。

所述外壳的内径比天线部分的宽度/π大1mm-3mm；外壳的长度比天线部分的总长度大0.5mm-1mm。

本实用新型的有益效果在于：通过天线部分连同介质基带卷曲成筒状，使天线在其他性能影响不大的情况下，雷达目标反射面积得到很大提高，使得电子标签天线的读写方向性能得到改善；本实用新型结构简单，可以实现特性阻抗可调；天线具有良好的方向性，可以适用于对读写方向有特殊要求的环境中；天线结构可以在尺寸调整后，同时用于UHF频段、微波频段，与国内外众多ASIC厂商的芯片达到良好匹配。

附图说明

图1为普通小型偶极子电子标签天线的结构示意图；

图2为本实用新型的主体部分(不含套筒、外壳)结构示意图；

图3为图2的俯视示意图；

图4为图2的侧视示意图；

图5为图2的左视放大示意图；

图6为图2的平面展开结构示意图；

图7为915MHz时，普通小型偶极子电子标签天线的RCS示意图；

图8为915MHz时，本实用新型小型全向电子标签天线的RCS示意图；

元件及附图标记：

馈电点0；

偶极子天线1；

宽展部2；

闭合环路枝节3；

天线部分a；

介质基带b。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

见图2-图8，本实用新型天线结构基于普通偶极子天线1，本实用新型小型全向电子标签天线，包括外壳(图中未示出)，外壳内具有套筒(图中未示出)，套筒内具有天线部分a、介质基带b，天线部分a位于介质基带b上，天线部分a包括偶极子天线1；天线部分a连同介质基带b卷曲成筒状。

所述偶极子天线1中间具有馈电点0，偶极子天线1左右两端对称设置具有宽展部2。

所述偶极子天线1前后两端对称设置有闭合环路枝节3，闭合环路枝节3与宽展部2连接；闭合环路枝节3的尺寸取决于本实用新型天线的目标阻抗。

所述馈电点0一侧的偶极子天线1的长度为25mm-30mm。

所述宽展部2的长度为30mm-45mm，宽度为15mm-44mm。

所述闭合环路枝节3与偶极子天线1之间的间隔宽度≤3mm。

另外，本实用新型还可以有以下结构(图中未示出)：所述介质基带b两面对称设置有天线部分a，介质基带b上开设有通孔，介质基带b两面的天线部分a通过该通孔连接。

所述套筒焊接在宽展部2上。

所述套筒的直径与宽展部2的宽度相同，套筒的长度与宽展部2的长度相同。

所述外壳的内径比天线部分a的宽度/π大1mm-3mm；外壳的长度比天线部分a的总长度大0.5mm-1mm。

图7为915MHz时，普通小型偶极子电子标签天线的雷达目标反射面积(RCS)示意图。图8是915MHz时，本实用新型的小型全向电子标签天线的雷达目标反射面积(RCS)示意图。通过图7、图8的比较可知，通过平面的偶极子标签天线卷曲成筒状，使天线在其他性能影响不大的情况下，雷达目标反射面积得到很大提高，使得电子标签天线的读写方向性能得到改善。

实施例

以Impinj公司的Monza4芯片为例，取设计频率915MHz，芯片阻抗为11-j143Ω，设计天线。通过优化天线各枝节的尺寸，使天线阻抗Z₀＝12.71+j135.08。可以实现与ASIC芯片的良好匹配，并且使标签天线的雷达目标反射面积如图8所示。

当然，以上所述之实施例，只是本实用新型的较佳实例而已，并非限制本实用新型实施范围，故凡依本实用新型申请专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本实用新型申请专利范围内。

Claims (10)

1.一种小型全向电子标签天线，包括外壳，外壳内具有套筒，套筒内具有天线部分、介质基带，天线部分位于介质基带上，其特征在于：天线部分包括偶极子天线；天线部分连同介质基带卷曲成筒状。

2.根据权利要求1所述的一种小型全向电子标签天线，其特征在于：所述偶极子天线中间具有馈电点，偶极子天线左右两端对称设置具有宽展部。

3.根据权利要求2所述的一种小型全向电子标签天线，其特征在于：所述偶极子天线前后两端对称设置有闭合环路枝节，闭合环路枝节与宽展部连接。

4.根据权利要求3所述的一种小型全向电子标签天线，其特征在于：所述馈电点一侧的偶极子天线的长度为25mm-30mm。

5.根据权利要求3所述的一种小型全向电子标签天线，其特征在于：所述宽展部的长度为30mm-45mm，宽度为15mm-44mm。

6.根据权利要求3所述的一种小型全向电子标签天线，其特征在于：所述闭合环路枝节与偶极子天线之间的间隔宽度≤3mm。

7.根据权利要求2或3所述的一种小型全向电子标签天线，其特征在于：所述介质基带两面对称设置有天线部分，介质基带上开设有通孔，介质基带两面的天线部分通过该通孔连接。

8.根据权利要求5所述的一种小型全向电子标签天线，其特征在于：所述套筒焊接在宽展部上。

9.根据权利要求8所述的一种小型全向电子标签天线，其特征在于：所述套筒的直径与宽展部的宽度相同，套筒的长度与宽展部的 长度相同。

10.根据权利要求2所述的一种小型全向电子标签天线，其特征在于：所述外壳的内径比天线部分的宽度/π大1mm-3mm；外壳的长度比天线部分的总长度大0.5mm-1mm。 

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