一种平面圆极化标签天线的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种平面圆极化标签天线，包括：十字交叉的四个轴，所述四个轴形成两个振子，所述两个振子的长度为半个波长或接近半个波长。本实用新型通过使标签天线圆极化，去掉了极化损失，并且降低了设计难度。
【专利说明】
一种平面圆极化标签天线
技术领域
[0001]本实用新型涉及天线设计技术领域，尤其涉及一种平面圆极化标签天线。
【背景技术】
[0002]射频识别(RFID，Rad1 Frequency Identificat1n)是一种非接触式的自动识别技术。超高频RFID技术是RFID技术的一种，可实现远距离无源识别，并可同时识别多个标签，操作快捷方便。RFID在物流、制造、医疗、运输、零售、国防等方面得到了广泛应用。
[0003]超高频标签需要和读写器相互配合使用，为了减小标签方向性的影响，通常读写器天线采用圆极化，同时标签天线采用线极化，这会造成两者之间存在极化损失。
[0004]传统的平面圆极化天线多采用微带结构形成，微带天线需要有地，意味着至少需要两层金属。RFID标签天线为单层金属天线，所以RFID标签天线圆极化不能直接使用传统结构。因此，如何利用单层金属实现圆极化RFID标签天线是亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0005]为解决现有存在的技术问题，本实用新型实施例期望提供一种平面圆极化标签天线。
[0006]为实现上述实用新型目的，本实用新型实施例采用以下方式来实现:
[0007]本实用新型实施例提供了一种平面圆极化标签天线，包括:十字交叉的四个轴，所述四个轴形成两个振子，所述两个振子的长度为半个波长或接近半个波长。
[0008]其中，所述四个轴分别为:第一短轴、第二短轴、长轴及次长轴;其中，长轴和次长轴之间差别小;第一短轴与第二短轴接在一起，长轴与次长轴接在一起，第一短轴与第二短轴的连接点和长轴与次长轴的连接点之间用金属连接线连接。
[0009]其中，在金属连接线上延伸出连接到芯片位置的连接线。
[0010]其中，所述连接线两条金属线。
[0011]其中，所述金属线为弧形或者直线形。
[0012]其中，所述金属线连接到馈电点，所述馈电点为邦定标签芯片位置。
[0013]其中，第一短轴、第二短轴之间的长度近似相等。
[0014]其中，所述四个轴的横向设有月牙形结构。
[0015]其中，所述第一短轴和第二短轴通过弧形或折线结构连接在一起，所述次长轴与长轴通过中心半圆结构连接在一起。
[0016]其中，所述天线的各部分为弧形或三角形或扇形。
[0017]本实用新型实施例提供的一种平面圆极化标签天线，通过使标签天线圆极化，去掉了极化损失，并且降低了设计难度。
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型圆极化天线的实现结构示意图；
[0019]图2为本实用新型圆极化天线的设计实施例结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和具体实施例对本实用新型的技术方案进一步详细阐述。
[0021]本实用新型提供一种圆极化标签天线设计方法，兼顾圆极化和阻抗匹配。如图1所示，使用十字交叉的四个轴，形成两个振子。四个轴分别为短轴、短轴、长轴、次长轴。其中，al是短轴，a2是短轴，a3是次长轴，a4是长轴。天线的特点是长轴a4和次长轴a3之间的差别较小，保证两振子幅度近似。两振子长度应选择在半波长附近，即短轴+长轴=半波长。四轴之间的接法特征如下:al和a2接在一起，a3和a4接在一起，两节点(al和a2的连接点、a3和a4的连接点)之间用金属四轴连接线a5连接。
[0022]本实用新型实施例中，极化旋向的判断方法如下:判断方法为右手法则。具体内容为伸出右手，让右手四指弯向从次长轴指向长轴(90度方向)，右手拇指指向方向为右旋圆极化方向。此天线的特点是天线两面指向的旋向相反。
[0023]例如图1中，右手手指旋向，从a3指向a4，则右手拇向内。所以图1所示天线，指向纸面内的方向为右旋圆极化，指向纸面外的方向为左旋圆极化。
[0024]需要解释的是，右手螺旋定则(即安培定则):用右手握螺线管，让四指弯向与螺线管的电流方向相同，大拇指所指的那一端就是通电螺线管产生的磁场的N极。对于直线电流的磁场，大拇指指向电流方向，另外四指弯曲指的方向为磁感线的方向(磁场方向或是小磁针北极所指方向或是小磁针受力方向)。
[0025]手平放状适用于发电机手心为磁场方向，大拇指为物体运动方向，手指为电流方向，确定导体切割磁感线运动时在导体中产生的动生电动势方向的定则。右手定则的内容是:伸开右手，使大拇指跟其余四个手指垂直并且都跟手掌在一个平面内，把右手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，大拇指指向导体运动方向，则其余四指指向动生电动势的方向。动生电动势的方向与产生的感应电流的方向相同。
[0026]本实用新型实施例中，实现阻抗匹配的方法如下:
[0027]为了实现不影响圆极化性能，调整过程中应当不改变四轴和连接线a5的形状和尺寸。所以调整阻抗的方法为:在a5轴上延伸出连接线a6，连接到芯片位置a7。通过调整a6的长度，以及a6和a5之间的连接点位置，即可调整天线阻抗。
[0028]本实用新型有以下几个方面的优点:
[0029]本实用新型可在单层平面上实现圆极化；
[0030]本实用新型的匹配结构调整可不影响圆极化性能；
[0031]因为有以上优点，本实用新型不局限于某一种芯片，可以实现在绝大多数芯片上的圆极化阻抗匹配。
[0032]天线各部分结构的重点是连接关系，天线各部分可以用弧形、三角形、扇形等部分实现，见【具体实施方式】。
[0033]本实用新型通过使标签天线圆极化，去掉了极化损失。按雷达方程，可使得读写距离提高约1.4倍。如读写器天线为线极化，标签天线为圆极化，则有如下效果。虽然极化损失仍旧存在，但是标签天线可以实现全方位读写，即所谓的3D标签效果。
[0034]下面再结合一种圆极化天线的设计实例进一步说明。
[0035]本实例采用10微米厚度的导电银浆印刷特高频(UHF，Ultra High Frequency)标签天线，采用超高频芯片进行倒装焊。
[0036]图2为所设计天线示意图。其中，bl是短轴末端，b2是次长轴末端，b3是长轴末端，b4为4个月牙形结构起到电容加载效果。两短轴bl通过弧形结构连接在一起，次长轴b2和长轴b3通过中心半圆结构b6连接在一起，b6的作用是增大b2和b3的电长度，并通过不同的弧度形成相位差90度。b5用于连接b6与两短轴bl间的弧形结构，对应图1中的a5连接金属线。b7是从b5结构上引出的两条金属线，对应图1的匹配结构a6，b8是芯片位置，对应图1的a7。
[0037]可以看到，图2天线图形的结构各部分形状多样，但是其各部分连接关系符合图1的结构。
[0038]根据次长轴和长轴关系可知，图2天线垂直纸面指向纸面内为右旋圆极化，垂直纸面指向纸面外为左旋圆极化。
[0039]需要特别说明的是，b4的4个月牙形结构可以增大，以至于互相连接在一起，但是仍旧不改变其基本关系，所以这种结构也在本实用新型所述范围内。
[0040]根据本实用新型实施例，可以通过调节bl_b5，来调节天线的谐振；
[0041]通过调整b6可以实现轴比低于特定值；
[0042]通过调整b7的两连接点距离，可调节阻抗实部和虚部抖动；
[0043]通过调节b7两金属条长度，可调节阻抗虚部。
[0044]以上的调节顺序不能颠倒，则后面调整的影响对前面已完成的性能影响很小或者几乎没有影响。
[0045]通过实施本实用新型的实施例，可以实现标签圆极化天线，并且降低设计难度。
[0046]以上所述，仅为本实用新型的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种平面圆极化标签天线，其特征在于，包括:十字交叉的四个轴，所述四个轴形成两个振子，所述两个振子的长度为半个波长。2.根据权利要求1所述平面圆极化标签天线，其特征在于，所述四个轴分别为:第一短轴、第二短轴、长轴及次长轴;其中，长轴和次长轴之间差别小;第一短轴与第二短轴接在一起，长轴与次长轴接在一起，第一短轴与第二短轴的连接点和长轴与次长轴的连接点之间用金属连接线连接。3.根据权利要求1所述平面圆极化标签天线，其特征在于，在金属连接线上延伸出连接到芯片位置的连接线。4.根据权利要求3所述平面圆极化标签天线，其特征在于，所述连接线为两条金属线。5.根据权利要求4所述平面圆极化标签天线，其特征在于，所述金属线为弧形或者直线形。6.根据权利要求4或5所述平面圆极化标签天线，其特征在于，所述金属线连接到馈电点，所述馈电点为邦定标签芯片位置。7.根据权利要求1所述平面圆极化标签天线，其特征在于，第一短轴、第二短轴之间的长度相等。8.根据权利要求1所述平面圆极化标签天线，其特征在于，所述四个轴的横向设有月牙形结构。9.根据权利要求2所述平面圆极化标签天线，其特征在于，所述第一短轴和第二短轴通过弧形或折线结构连接在一起，所述次长轴与长轴通过中心半圆结构连接在一起。10.根据权利要求1所述平面圆极化标签天线，其特征在于，所述天线的各部分为弧形或三角形或扇形。
【文档编号】H01Q1/36GK205452530SQ201521135903
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2015年12月23日
【发明人】陈会军, 沈红伟
【申请人】华大半导体有限公司