射频天线的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本实用新型涉及射频识别领域，特别是涉及一种射频天线。
【背景技术】
[0002] 在现有射频识别技术领域，最小的射频识别系统一般包括射频读写设备、射频天 线以及固定在待识别物品上的射频标签，使用时射频读写设备产生的射频信号经射频天线 输出，对射频天线识读区域内的射频标签进行读取等操作，射频标签上携带的信息再经射 频天线反馈至射频读写设备内部的信号接收电路，射频读写设备对接收到的信息进行处理 后，即可完成对射频标签以及其所表示的物体的ID识别。在该系统中，射频天线是整个射频 识别系统的重要组成部分，其完成射频识别系统中电磁波的发射和接收。
[0003] 现有的射频天线一般由天线线圈与天线匹配模块两部分组成。当金属物体靠近天 线线圈时，会使其失配，驻波比偏离导致射频天线的性能下降，进而引起检卡距离变近，能 量反射也会变大使得读写设备发热量增加；当射频天线在有电磁干扰的环境下工作时，干 扰信号会通过射频天线加大读写设备的噪声，导致读写设备的读写性能下降；另外，现有的 射频天线产生的磁场外沿不可控，其不能适用于多个射频天线密集使用的场合，否则会引 起相邻射频天线之间窜读以及相互干扰等问题。 【实用新型内容】
[0004] 基于此，有必要提供一种性能不易受外界影响、能发射或接收特定电磁波的射频 天线。
[0005] -种射频天线，用于以非接触方式进行数据通信的射频识别系统中，其包括:天线 线圈，用以发射或接收电磁波信号；天线匹配模块，与所述天线线圈连接，用以发射或接收 电信号;金属层，与所述天线线圈之间的相对位置固定，并且彼此绝缘;所述金属层用以屏 蔽所述天线线圈向外界发射电磁波信号或接收来自外界的电磁波信号，其中所述金属层 在所述天线线圈与外界之间留有信号通道，所述天线线圈通过所述信号通道发射或接收电 磁波信号。
[0006] 上述射频天线通过金属层，来屏蔽外部金属对天线线圈的影响，提升射频天线的 抗金属性能;并且金属层留有信号通道，金属层可以反射或吸收电磁波信号，天线线圈只能 通过信号通道发射或接收特定方向的电磁波信号，这样就可以避免外部干扰信号影响射频 天线;并且可以控制射频天线发射的电磁波信号的外沿，使用多个射频天线时，不会产生相 关干扰问题及窜读现象。
[0007] 在其中一个实施例中，所述金属层形成具有开口的空腔，所述开口为所述信号通 道，所述天线线圈设置在所述空腔内。
[0008] 在其中一个实施例中，所述空腔的形状为长方体或正方体，所述开口为所述长方 体或正方体的任意一面。
[0009] 在其中一个实施例中，所述天线线圈所处的平面与所述开口所处的平面平行。
[0010] 在其中一个实施例中，所述射频天线还包括非金属层，所述非金属层设置在所述 金属层与所述天线线圈之间。
[0011] 在其中一个实施例中，所述天线线圈以一圈以上的线圈环绕构成。
[0012] 在其中一个实施例中，所述天线线圈在平面内以涡旋状盘卷而构成。
[0013] 在其中一个实施例中，所述金属层由金属板材形成。
[0014] 在其中一个实施例中，根据所述天线线圈和所述金属层的相对位置调节所述天线 匹配模块的内部元器件的参数。
[0015] 在其中一个实施例中，所述天线匹配模块以阻容匹配形式或变压器匹配形式构 成。
【附图说明】
[0016] 图1为本实用新型实施例中的射频天线的结构示意图；
[0017] 图2为图1中沿A-A的剖面示意图；
[0018] 图3为本实用新型实施例中的射频天线以变压器匹配形式的等效电路图；
[0019] 图4为本实用新型实施例中的射频天线以阻容匹配形式的等效电路图。
【具体实施方式】
[0020] 请参考图1，图1为在此披露的射频天线100的结构示意图，该射频天线100可以应 用于射频识别技术中，其常用频段有低频、高频(13.56Mhz)、超高频等。该射频天线100包括 天线线圈110、天线匹配模块130和金属层150。射频天线110和天线匹配模块130连接，天线 匹配模块130可以与射频读写设备连接，射频读写设备输出的射频信号经过天线匹配模块 130和天线线圈110处理后，通过天线线圈110将电磁波信号发射出去；当天线线圈110接收 到射频标反射的电磁波信号后经过天线匹配模块130处理后回传给射频读写设备。金属层 150与天线线圈110绝缘连接，金属层150可以屏蔽电磁波信号，该金属层150留有信号通道， 电磁波信号可以通过该信号通道，从而天线线圈110可以通过该信号通道发射或接收电磁 波信号。
[0021] 以下结合具体实施例来详细介绍该射频天线100。
[0022] 请继续参考图1，该天线线圈110为单圈，并且其形状大致呈矩形，即该矩形的天线 线圈110的首尾与天线匹配模块130连接。当然，该天线线圈110还可以为一圈以上的线圈环 绕构成，或者也可以为在某一平面内呈涡旋状盘卷而构成。天线线圈110的尺寸、形状、圈 数、线宽等可以在考虑射频天线1〇〇所要求的性能后适当设置。可用任意方法来形成该天线 线圈100,其可以由导电材料绕制而成，也可以由印刷电路板上的铜制线圈形成、也可以在 具有绝缘层的基板上形成金属膜后、利用蚀刻、冲切等工艺形成等等。
[0023] 天线匹配模块130用来实现阻抗匹配，本领域技术人员可以理解的是，该天线匹配 模块130-般包括电阻、电容、变压器等，该天线匹配模块130可以以阻容匹配形式或变压器 匹配形式或其他匹配形式构成。
[0024]请继续参考图1，在本实施方式中，金属层150形成一个一面为开口 151的长方体， 该开口 151即为信号通道，电磁波信号可以通过该开口 151。在此仅为了描述方便，定义该开 口为顶面，与顶面相对的面为底面，其余四个面为侧面。由四个侧面和底面形成一个非闭合 的空腔，天线线圈110设置在该空腔内，天线线圈110与金属层150为绝缘连接。在本实施方 式中，为了能够发射信号强度较强的电磁波信号，天线线圈110所处的平面可以与顶面平 行。可以用任意方法来绝缘连接天线线圈110和金属层150,可以在底面上方设置非金属层， 该非金属层为绝缘，天线线圈110设置在非金属层上;可以在底面或/和侧面设置绝缘连接 件，绝缘连接件支撑天线线圈110等。天线线圈110与金属层150各个面之间的距离，可以调 节相应连接方式的参数来调节。
[0025] 当天线线圈110与金属层150之间的相对位置固定后，为了提高射频天线100的传 输效率，可以调节天线匹配模块130内部元器件的参数，使得射频天线100的驻波比调整至1 附近。在本实施方式中，在保证射频天线的品质因数、驻波比等参数相同的情况下，可以通 过适当加大天线线圈110所处平面与底面的间距以及天线线圈与四个侧面面的垂直距离的 方式，以实现提高射频天线上方的标签检测和读写性能的目的。也可以在保射频天线的品 质因数、驻波比等参数相同以及天线线圈110所在平面与底面相对位置不变的情况下，可以 通过适当增高金属层150的四个侧面的高度的方式，以实现减小射频天线四周磁场外沿的 目的。
[0026] 当外部金属物体靠近调整完成后的射频天线时，金属层150会起到有效的屏蔽作 用，使得外部金属物体不会影响天线线圈110的电感值，从而改变射频天线1〇〇的参数以及 影响射频天线100的性能。由于金属层150可以反射或吸收电磁波信号，电磁波信号只能从 顶面的开口被天线线圈110接收，这样就可以避免外部干扰信号通过射频天线100传入射频 读写设备，从而降低了射频读写设备的噪声，提高了其信噪比以及检卡性能。请参考图2,图 2中的虚线示意性的示出了天线线圈130发射的电磁波信号，由于电磁波信号只能从顶面的 开口 151发射出去，其余方向的电磁波信号将被金属层吸收或反射，因此金属层150可以控 制射频天线100发射的电磁波信号的