一种用于rfid的平面u形天线的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种RFID天线，具体涉及一种用于RFID的平面U形天线。
【背景技术】
[0002]射频识别技术(RFID)是一种非接触的自动识别技术，其基本原理是利用射频识别信号和空间耦合(电磁耦合或电磁传播)传输特性，实现对被识别物体的自动识别。RFID可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便，被看作是一种突破性技术。第一，可以识别单个的非常具体的物体；第二，其采用无线电射频，可以穿透外部材料读取数据；第三，可以同时对多个物体进行识读。此外，储存的信息量也非常大。
[0003]RFID以无线信道作为传输媒体，通过阅读附着于物体之上的射频识别标签内的信息，来完成物体的识别。与目前的条码技术相比，RFID有许多优点，如无需接触、识别迅速、方法灵活、适应场合广、准确率高、智能化程度高等。因此，RFID技术将会发挥越来越显著的作用，成为条形码技术的终结者。基于无线通信技术和计算机网络技术，RFID可以提供远程非接触、实时方便的目标动态信息收集，处理与查询，因此，RFID技术受到了各方的极大关注。
[0004]RFID天线的设计是RFID技术研宄中的关键问题之一。传统RFID天线设计中，针对输入阻抗为复数的RFID芯片，往往需要附加匹配电路将芯片的输入阻抗转换至标准阻抗50欧姆，这增加了天线设计的复杂性，同时，传统RFID天线增益通常较低，影响了 RFID工作的距离。因此，设计具有复数输入阻抗的RFID天线，提高天线增益，简化结构，实现小型化对RFID应用的发展意义重大。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种用于RFID的平面U形天线，其针对具有复数输入阻抗的RFID芯片设计，可根据设计要求调整输入阻抗以满足不同的RFID芯片的要求；同时，要求具有较高的增益，以便提高识别距离；此外，也要便于在金属物体表面安装。
[0006]为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下:
[0007]—种用于RFID的平面U形天线，包括介质基板，印刷于介质基板上表面的U形天线臂和馈电环路，以及位于介质基板下表面的金属反射板。所述U形天线臂与所述馈电环路连接。所述馈电环路为矩形，馈电环路上边的中心蚀刻有一个矩形槽孔。
[0008]进一步，本实用新型的一种用于RFID的平面U形天线，所述馈电环路的中心具有匹配枝节，匹配枝节的位置可以调整天线的输入阻抗。
[0009]进一步，本实用新型的一种用于RFID的平面U形天线，所述匹配枝节可以包括I根或者多根枝节。
[0010]进一步，本实用新型的一种用于RFID的平面U形天线，所述馈电环路位于所述U形天线臂的内部。
[0011]进一步，本实用新型的一种用于RFID的平面U形天线，所述金属反射板用于提高天线的增益，同时便于天线安装在金属表面。
[0012]进一步，本实用新型的一种用于RFID的平面U形天线，天线的输入阻抗为复数。
[0013]本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果:
[0014](I)本实用新型基于简单的U形天线结构，给出了一种实现天线复数输入阻抗的设计，结构简单，灵活方便。
[0015](2)本实用新型通过在馈电环路中增加匹配枝节，通过匹配枝节的位置可以改变天线的输入阻抗，从而满足不同RFID芯片阻抗匹配的要求。
[0016](3)本实用新型的馈电环路位于U形天线臂的内部，减小了电路面积，便于系统的小型化。
[0017](4)本实用新型通过使用金属反射板，提高了天线增益，也便于将天线安装在金属物体表面。
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型用于RFID的平面U形天线的正面示意图。
[0019]图2为本实用新型用于RFID的平面U形天线的反面示意图。
[0020]图3为本实用新型天线的匹配枝节位置变化对输入阻抗实部的影响示意图。
[0021]图4为本实用新型天线的匹配枝节位置变化对输入阻抗虚部的影响示意图。
[0022]图5为本实用新型天线的输入阻抗参数图。
[0023]图6为本实用新型天线的方向图。
[0024]图中标号说明:1介质基板、2 U形天线臂、3馈电环路、4馈电环路上边、5矩形槽孔、6匹配枝节、7金属反射板。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图和实施例对本实用新型进行进一步的说明。
[0026]图1为本实用新型用于RFID的平面U形天线的正面示意图，图2为本实用新型用于RFID的平面U形天线的反面示意图。本实施例以设计工作频率为900MHz，输入阻抗为30+j*320欧姆的天线为例进行说明。本实施例为一种用于RFID的平面U形天线，包括介质基板1，印刷于介质基板I上表面的U形天线臂2和馈电环路3，以及位于介质基板I下表面的金属反射板7。所述U形天线臂2与所述馈电环路3连接。所述馈电环路3为矩形，馈电环路上边4的中心蚀刻有一个矩形槽孔5。
[0027]该实施例中，所述馈电环路3的中心具有匹配枝节6，匹配枝节6的位置可以调整天线的输入阻抗。匹配枝节6的位置可以根据天线输入阻抗的设计目标来确定。不同位置的匹配枝节6会产生不同的输入阻抗的虚部，可以产生与RFID芯片阻抗共轭的复数阻抗，从而实现理想的共轭匹配，减小天线输入端的反射。
[0028]参看图3和图4所示的天线中匹配枝节位置变化对天线输入阻抗实部和虚部的影响，图中H表示匹配枝节6相对于U形天线臂2的高度。当高度H从17_开始逐渐减小时，天线输入阻抗的虚部有较为明显的增加，而输入阻抗的实部变化较小。结果表明，改变高度H，即调整匹配枝节的位置，可以控制天线输入阻抗的虚部。
[0029]本实施例中所述馈电环路上边4中心的矩形槽孔5用于与RFID芯片SL900A连接。图5所示为本实施例的输入阻抗参数图，其中，采用了介电常数为4.5，厚度为6mm的罗杰斯TMM4板材。从图中可以看出，本实施例在900MHz时的输入阻抗为复数，输入阻抗的值为30+j*320欧姆，与RFID芯片SL900A的输入阻抗互为共轭，达到了良好的匹配。
[0030]图6所示为本实施例天线在900MHz的方向图，从图中可以看出，天线的最大增益为4dBi，而一般的振子结构的天线最大增益约为2dBi，本实施例通过使用金属反射板提高了 2dB增益。
[0031]此外，本实施例中所述馈电环路3位于所述U形天线臂2的内部。馈电环路3并未增加天线的面积，从而节约了电路板面积，有利于系统的小型化。同时，由于天线的底部为金属反射板，在尽量不影响天线的性能的情况下，可以将天线安装在金属物体表面，因此，便于用于仓储物流领域中金属货柜或集装箱等应用场合。
【主权项】
1.一种用于RFID的平面U形天线，包括介质基板(1)，印刷于介质基板(I)上表面的U形天线臂(2)和馈电环路(3)，以及位于介质基板(I)下表面的金属反射板(7);其特征在于:所述U形天线臂(2)与所述馈电环路(3)连接；所述馈电环路(3)为矩形，馈电环路上边(4)的中心蚀刻有一个矩形槽孔(5)。
2.如权利要求1所述的用于RFID的平面U形天线，其特征在于:所述馈电环路(3)的中心具有匹配枝节(6)，匹配枝节(6)的位置可以调整天线的输入阻抗。
3.如权利要求2所述的用于RFID的平面U形天线，其特征在于:所述匹配枝节(6)可以包括I根或者多根枝节。
4.如权利要求1所述的用于RFID的平面U形天线，其特征在于:所述馈电环路(3)位于所述U形天线臂(2)的内部。
5.如权利要求1所述的用于RFID的平面U形天线，其特征在于:所述金属反射板(7)用于提高天线的增益，同时便于天线安装在金属表面。
6.如权利要求1所述的用于RFID的平面U形天线，其特征在于:天线的输入阻抗为复数。
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于RFID的平面U形天线，包括介质基板（1），印刷于介质基板（1）上表面的U形天线臂（2）和馈电环路（3），以及位于介质基板（1）下表面的金属反射板（7）。所述U形天线臂（2）与所述馈电环路（3）连接。所述馈电环路（3）为矩形，馈电环路上边（4）的中心蚀刻有一个矩形槽孔（5），馈电环路（3）中心具有匹配枝节（6）。本实用新型可以实现与RFID芯片阻抗共轭的复数输入阻抗，馈电位置位于U形天线臂内部，节约了电路面积，便于实现RFID系统的小型化，同时本实用新型使用了金属反射板提高了增益，适合安装在金属表面，可广泛应用于UHF频段的RFID系统。
【IPC分类】H01Q1-50, H01Q1-38
【公开号】CN204375956
【申请号】CN201420814715
【发明人】夏景, 杨利霞, 鲍煦
【申请人】夏景
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2014年12月19日