专利名称：一种共面波导馈电的射频识别标签天线的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种射频识别电子标签天线，具体是涉及可应用在超高频(UHF)射频识别系统中的小型化的柔性电子标签天线。
技术背景射频识别(RFID)技术是一种非接触的自动识别技术。其基本原理是利用射 频信号和空间耦合传输特性，实现对被识别物体的自动识别。它主要由电子标 签、读写器及中间件三部分所组成。射频识别中的标签是射频识别标签芯片和标签天线的结合体。标签根据其工 作方式不同而分为主动标签和被动标签。主动标签自身携带电池为其提供读写 器通信所需的能量；被动标签则采用反向散射工作方式，即通过标签天线从读 写器中发出的电磁波获得能量激活芯片，并调节射频识别标签芯片与标签天线 的匹配程度，将储存在标签芯片中的信息反馈给读写器。因此，射频识别标签 天线的阻抗必须与标签芯片的输入阻抗共轭匹配，以使得标签芯片能够最大限 度地获得射频识别读写器所发出的电磁能量。此外，标签天线设计时还必须考 虑电子标签所应用的场合，如应用在金属物体表面的标签天线和应用在普通物 体表面的标签天线在天线的结构和选材上存有很大的差别。适合于多种芯片、 低成本、多用途的标签天线是射频识别得到广泛普及的关键技术之一。射频识别电子标签根据使用的材料和结构的不同还可以分为刚性标签和柔 性标签。柔性标签一般使用聚酰亚胺(PI)薄膜等塑料材料作为基板，而刚性 标签则使用环氧树脂玻璃纤维板(FR-4)等刚性材料作为基板。柔性电子标签 的主要应用场合是电子门票，电子车票以及小件物品标识等。而刚性材料的电子标签则主要应用在金属物体，大型物品的标识中。 发明内容本实用新型的目的在于提供一种可以应用在中国800/900 MHz、欧盟 865MHz 868MHz、美国902MHz 928MHz频段射频识别系统中，且体积小、结构 简单的柔性电子标签天线。本实用新型的目的通过如下技术方案实现一种基于共面波导馈电的射频识别标签天线对称结构的左右弯折状辐射 单元分别经左右微带线与左右差分信号馈入点连接；左右微带线位于左右差分 信号馈入点相对的两端分别通过左下和左上短路传输线以及右上、右下短路传 输线与上下共面地板连接。所述左辐射单元为一条右向递减弯曲铜皮("l"'形)；右辐射单元为一条左 向递减弯曲铜皮("4"形)。所述上下共面地板上位于左右差分信号馈入点的上下方分别设备对天线的 输入阻抗进行细微调节梯形缺口 。所述左下和左上短路传输线以及右上、右下短路传输线分别由左右缝隙和 铜皮构成成"山"字形结构，铜皮的一端与下共面地板或者上共面地板相连， 另一端分别与左微带线或者右微带线、左辐射单元或者右辐射单元连接。所述左右差分信号馈入点为梯形铜皮，其间距可调，用于安装射频识别电 子标签芯片。所述左右辐射单元与左右微带线和上下共面地板为印刷于柔性介质层一面 的薄铜皮，用于调节天线阻抗。本实用新型具有如下优点和有益效果 (1)本实用新型中利用了共面波导传输线的特性并引入四个短路传输线，天线的阻抗很好地与电子标签芯片的输入阻抗共轭匹配，使天线具有较大的带 宽。(2) 本实用新型共面波导馈电的射频识别标签天线能在位于800/900MHz 频段中的多个射频识别系统中工作，其带宽可达92MHz并可同时涵盖欧盟的 865 868 MHz的射频系统、我国的840 845MHz /920 925MHz的射频识别系统 以及美国的902 928 MHz的射频识别系统，使用该天线的电子标签可以被多个 地区的多种射频识别系统识别。(3) 该天线还具有低剖面，体积小，结构简单重量轻，容易加工，成本低 的特点。
图1是本实用新型共面波导馈电的射频识别标签天线结构示意图。 图2是图1中短路传输线的放大图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细的说明，但本实用新型的实施方式 不限于此。图1为本实用新型共面波导馈电的射频识别标签天线整体结构图。图2为图 1中共面波导传输线与辐射单元连接处的短路传输线结构图。如图l和图2所示， 共面波导馈电的射频识别标签天线包括两个完全对称的左右辐射单元11、 12， 左右微带线21、 22 (两条细长的铜皮)，上下共面地板31、 32以及左上、左下、 右上和右下四条短路传输线41、 42、 43和44。左右辐射单元11、 12与左右微 带线21、 22和上下共面地板31、 32为印刷于柔性介质层一面的薄铜皮，左辐 射单元11经左细长的微带线21与左差分信号馈入点61相连；右辐射单元12 经右细长的微带线22与右差分信号馈入点62相连，所述左辐射单元11为一条"l^"形弯曲铜皮，右辐射单元12为一条"+'形弯曲铜皮，这两条辐射单元(谐 振臂)关于纵向中心轴对称且总长相等。左右微带线21、 22分别和上下共面地 板31、 32构成了共面波导传输线。左微带线21的一端与左辐射单元ll及左下 和左上短路传输线41、 42连接，右微带线22的一端与右辐射单元12及右上、 右下短路传输线43、 44相连。左右微带线21、 22的宽度，以及它们与共面地 板之间的缝隙大小可以调节左右差分信号馈入点61、 62的输入阻抗。左右差分 信号馈入点61、 62为梯形铜皮，分别位于左右微带线21、 22的末端，用于安 装射频识别电子标签芯片，为了适应不同大小的芯片，可以调节左右差分信号 馈入点61、 62相互之间的距离。位于左右差分信号馈入点61、 62的上下方的 上下共面地板31、 32上的梯形缺口 51、 52是用于对天线的输入阻抗进行细微 调节，梯形缺口 51、 52的大小与左右差分信号馈入点61、 62的铜皮大小相关 联，当左右差分信号馈入点61、 62的铜皮大小及距离针对不同的标签芯片发生 改变时，可以梯形调节缺口 51、 52的大小。左右辐射单元11、 12中谐振臂的 长度可控制天线的工作频段。由图2可见，左下短路传输线41由左右缝隙a、 b和铜皮C构成，铜皮C 的一端与下共面地板32相连，另一端与左微带线21、左辐射单元ll以及右上 短路传输线42的铜皮相连。下共面地板32和缝隙a， b以及铜皮C成"山"字 形。左上、右上和右下3条短路传输线42 44同左下短路传输线41，可由左下 短路传输线41通过翻转、镜像等方法得到，这四条短路传输线起到调节天线阻 抗的作用。发射信号时，差分信号从左右差分信号馈入点61、 62馈入，经过细长的左 右微带线21、 22馈入左右辐射单元11、 12，从而引起谐振，将电流信号转变为 电磁波信号。接收信号时，左右辐射单元ll、 12将电磁波信号转变为电流信号，信号传播方向跟发射信号时相反。根据平面偶极子天线的谐振原理，当天线长度等于谐振频率点波长的1/4 或者1/2时都会引起谐振。左右辐射单元11、 12 (谐振臂)的长度都等于900MHz 频率点的1/4波长，故辐射单元谐振于900MHz频段。本实用新型共面波导馈电的射频识别标签天线能在位于800/900MHz频段中 的多个射频识别系统中工作，其带宽可达92MHz并可同时涵盖欧盟的865 868 MHz的射频系统、我国的840 845MHz /920 925MHz的射频识别系统以及美国 的902 92S MHz的射频识别系统，使用该天线的电子标签可以被多个地区的多 种射频识别系统识别。该天线同时还具有低剖面，体积小，结构简单重量轻， 容易加工，成本低的特点。
权利要求1. 一种基于共面波导馈电的射频识别标签天线，其特征在于对称结构的左右弯折状辐射单元(11、12)分别经左右微带线(21、22)与左右差分信号馈入点(61、62)连接；左右微带线(21、22)位于左右差分信号馈入点(61、62)相对的两端分别通过左下和左上短路传输线(41、42)以及右上、右下短路传输线(43、44)与上下共面地板(31、32)连接。
2、 根据权利要求1所述基于共面波导馈电的射频识别标签天线，其特征在 于所述左辐射单元(11)为一条右向递减弯曲铜皮；右辐射单元(12)为一条 左向递减弯曲铜皮。
3、 根据权利要求1所述基于共面波导馈电的射频识别标签天线，其特征在 于所述上下共面地板(31、 32)上位于左右差分信号馈入点(61、 62)的上下 方分别开有对天线的输入阻抗进行细微调节的梯形缺口 (51、 52)。
4、 根据权利要求1所述基于共面波导馈电的射频识别标签天线，其特征在 于所述左下和左上短路传输线(41、 42)以及右上、右下短路传输线(43、 44) 分别由左右缝隙(a、 b)和铜皮(C)构成成"山"字形，铜皮(C)的一端与 下共面地板(32)或者上共面地板(31)相连，另一端分别与左微带线(21) 或者右微带线(22)、左辐射单元(11)或者右辐射单元(12)连接。
5、 根据权利要求1所述基于共面波导馈电的射频识别标签天线，其特征在 于所述左右差分信号馈入点(61、 62)为梯形铜皮，其间距可调，用于安装射 频识别电子标签芯片。
6、 根据权利要求1所述基于共面波导馈电的射频识别标签天线，其特征在 于所述左右辐射单元(11、 12)与左右微带线(21、 22)和上下共面地板(31、 32)为印刷于柔性介质层一面的薄铜皮，用于调节天线阻抗。
专利摘要本实用新型公开一种基于共面波导馈电的射频识别标签天线。该射频识别标签天线对称结构的左右弯折状辐射单元(11、12)分别经左右微带线(21、22)与左右差分信号馈入点(61、62)连接；左右微带线(21、22)位于左右差分信号馈入点(61、62)相对的两端分别通过左下和左上短路传输线(41、42)以及右上、右下短路传输线(43、44)与上下共面地板(31、32)连接。该射频识别标签左右辐射单元和共面地板一起构成一个谐振结构，谐振在900MHz。本实用新型具有带宽大，可工作于多个区域的射频识别系统中，并且还具有低剖面，体积小，结构简，单重量轻，容易加工，成本低的特点。
文档编号G06K19/077GK201117797SQ200720052668
公开日2008年9月17日 申请日期2007年6月13日 优先权日2007年6月13日
发明者张洪林, 成红旗, 胡斌杰 申请人:华南理工大学