一种多功能标签天线的制作方法

本实用新型涉及通信技术领域，具体涉及一种多功能标签天线。

背景技术：

随着物联网技术的不断发展，RFID技术面临巨大的挑战。市场要求的标签天线应该具有以下基本特性：体积小、成本低、可读取距离远、适应全球不同国家超高频RFID频段要求、能贴敷于金属、肌肉等任意物体表面、能适应各种恶劣的工作环境等。这些要求都是RFID标签天线研究领域亟待解决的难题。目前，RFID标签天线的适应于各种环境的问题是研究热点之一，围绕该领域的研究也取得了一定的研究成果，但是随着行业的发展和不断增加的需求多样性给RFID标签天线带来了许多新的挑战，例如：能够贴敷于人体表面的标签；能够贴敷于液体(水、血液等)表面的标签；能够用于医疗、物流等多种领域的标签。

目前适用于特殊介质物体的标签一般通过三种方法来降低复杂的物体背景对标签天线近场的影响：(1)使用高介电常数的基板，如陶瓷基板，或者插入一个高阻抗接地板，如光子带隙(PBG)结构；(2)使用超材料制作天线，如EBG、AMC、HIS结构等；(3)在标签天线设计中加入金属接地板，通过短路结构将辐射单元与金属接地板连接起来。如果使用高介电常数的基板，会增加天线的商业成本；采用高阻抗地板结构或超材料又会增加天线的设计成本；而第三种加入金属接地板一般会降低标签天线的辐射效率。

为了满足多功能标签的设计要求，同时又要考虑到天线的各种指标，需要对多功能标签天线设计进行综合考虑。另外，由于各个国家和地区的超高频RFID频段划分不一致，如欧盟为865.6～867.6MHz，北美为902～928MHz，日本为952～954MHz，中国为840～845MHz和920～925MHz等，所以设计的标签天线要能满足全球通用性的话，要求标签天线至少具有100MHz的工作带宽，即要覆盖860～960MHz频段。天线的工作频带展宽可以通过降低Q值、采用小介电常数的基板、增加基板厚度、在地板或辐射单元表面开缝等方法来实现。

如前面所说，通过加短路探针或者短路墙结构来达到降低含水量较高的物体背景对天线性能的影响会增大制作工艺的难度，增加制作天线的成本。而天线贴敷有辐射损耗的物体背景时，又会减小天线的辐射强度，降低天线的增益，缩短天线的读写距离。

随着射频识别技术的不断发展，对标签天线提出了许多具体的要求，一般针对不同的应用领域，需要不同的标签。比如对金属物体，需要能用于金属物体表面的抗金属标签；对肌肉、血液等物体，需要能用于易腐坏物体表面的多功能标签。

目前，市场上出现的标签普遍存在这样几个问题：(1)适用环境单一，不能用于水、血液等特殊介质的环境；(2)工作频带宽度不够，只能针对于某个地区特定的超高频RFID频段；(3)结构复杂，制作工艺繁复；(4)成本不够低。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型提出了一种结构设计简单、合理，制作方便，适用于多种复杂环境，能有效地避免标签天线和背景物体之间的电气连接，减小背景物体对天线辐射强度的损耗，可以保持辐射性能稳定，达到天线小型化目的的多功能标签天线。

本实用新型的技术方案如下：

上述的多功能标签天线，包括辐射贴片、介质基板、天线接地板和塑料薄层；所述辐射贴片印刷于所述介质基板的正面，其沿周向边缘布设有金属边框，正面中部设有对称的弯折微带贴片；RFID芯片位于辐射贴片的中间，其采用微带馈线连接所述辐射贴片；所述天线接地板采用金属接地板，其印刷于所述介质基板的背面；所述标签天线的谐振频率是通过调整所述弯折微带贴片弯折的个数和贴片的长度来实现；所述塑料薄层贴敷于所述天线接地板的背面。

所述多功能标签天线，其中：所述弯折微带贴片的宽度为W＝1mm，弯折的高度为H＝10mm。

所述多功能标签天线，其中：所述辐射贴片采用0.035mm厚的的印制铜层。

所述多功能标签天线，其中：所述标签天线的工作频带宽度不小于100MHz。

所述多功能标签天线，其中：所述介质基板采用聚四氟乙烯板。

所述多功能标签天线，其中：所述标签天线的整体形状具有可重塑性，可将矩形改变为圆形、椭圆形等。

有益效果：

本实用新型多功能标签天线结构设计简单、合理，制作方便，成本低，其适用于多种复杂环境的对称弯折型微带贴片标签天线；天线接地板采用含金属接地板并在金属接地板后贴敷塑料薄层，有效地避免了标签天线和背景物体之间的电气连接，减小了背景物体对天线辐射强度的损耗；辐射贴片上设有弯折微带贴片，改变弯折微带贴片弯折的个数就可以实现天线谐振频点的变化，调节天线的工作频率，也可以达到天线小型化的目的；结构简单可调，经实验验证天线的整体形状具有可重塑性，可使用矩形、圆形、椭圆形等。同时，采用普通的聚四氟乙烯板做介质基板，成本低；在辐射贴片表面采用对称的弯折微带贴片，天线最大工作带宽大于100MHz，完全能够覆盖全球不同区域的超高频RFID频段；通过在天线接地板背面贴敷塑料薄层，使当其工作在不同的环境下时，天线的辐射性能保持稳定。

附图说明

图1为本实用新型多功能标签天线的正视图；

图2为本实用新型多功能标签天线的侧视图。

具体实施方式

如图1、2所示，本实用新型多功能标签天线，包括辐射贴片1、介质基板2、天线接地板3和塑料薄层4。

该辐射贴片1采用0.035mm厚的印制铜层,其印刷于介质基板2的正面；该辐射贴片1为矩形结构，其由沿周向边缘布设的矩形金属边框11和设于正面中部的弯折微带贴片12构成，该弯折微带贴片12为对称结构；该RFID芯片5位于辐射贴片1的中间，其采用微带馈线连接辐射贴片1；其中，该弯折微带贴片12的宽度为W＝1mm，弯折的高度为H＝10mm，在不改变天线整体长度的前提下，增加或减少弯折微带贴片12弯折的个数会引起谐振频率30～100MHz的降低或升高。

该介质基板2采用普通的聚四氟乙烯板；本实施例中该介质基板2为矩形结构。

该天线接地板3采用金属接地板，其印刷于介质基板2的背面且大小尺寸与介质基板2相匹配。

该塑料薄层4贴敷于该天线接地板3的背面，用于稳定标签天线的工作性能。

其中，本实用新型多功能标签天线的工作频带宽度不小于100MHz，完全能够覆盖全球不同区域的超高频RFID频段；本实用新型天线能同时在金属、血液、肌肉、水及其混合物等多种物体表面正常工作，可以直接贴敷于血液、肌肉、心脏表面。当贴敷于水、金属等对天线阻抗匹配和辐射性能有极强影响的物体表面时，在天线与背景物体之间增加塑料薄层4将有效地避免天线和背景物体之间的电气连接，最大程度地保证了天线的工作稳定性。

同时，本实用新型多功能标签天线。

本实用新型结构设计简单、合理、制作方便、适用于多种复杂环境，采用弯折微带贴片有效地保证了天线的辐射效率,减小了天线整体尺寸，达到了天线小型化的目的；使用金属接地板和塑料薄层能有效地避免标签天线和背景物体之间的电气连接，减小背景物体对天线辐射的损耗，保证天线辐射性能的稳定。