专利名称：一种标签天线和一种电子标签的制作方法
技术领域：
本发明涉及射频识别领域，特别是涉及一种标签天线和一种电子标签。
背景技术：
射频识别(RFID，fcidio Frequency Identification)系统，包括电子标签和阅读器两部分，电子标签又包括标签天线及与其相连的标签芯片。RFID技术的工作原理为 阅读器发射特定频率的激励射频信号到电子标签中的标签天线，标签天线接收到该激励射频信号后，将其发送给自身所连接的标签芯片，用以驱动标签芯片，使其将自身所保存的信息，例如该标签芯片的编号以及其他数据等以响应射频信号的形式通过标签天线送出，这样，阅读器接收该响应射频信号，即可获得标签芯片所保存的信息，从而对该电子标签进行识别。利用RFID技术，可以在免接触、免刷卡的情况下读取信息，因而该技术对使用环境的要求不高，不怕脏污，并且标签芯片的密码是世界上唯一无法复制，安全性高、长寿命的，因此，RFID技术的应用非常广泛，目前典型应用有动物晶片、汽车晶片防盗器、门禁管制、停车场管制、生产线自动化、物料管理等。电子标签中，标签芯片用于存储信息，以及在激励射频信号的激励下，将存储的信息以响应射频信号的形式发出，其功能比较简单，设计起来也很方便，而电子标签中的标签天线是接收激励射频信号和发射响应射频信号的装置，因而标签天线的设计在很大程度上决定着标签芯片性能的发挥。标签天线是制作于天线基板表面上的，基板的种类有很多，例如纸质基板、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基板等。现有技术设计的标签天线，其中的电流有垂直于标签天线所在平面的分量存在，这意味着在标签天线与天线基板之间存在电流，这样，天线基板的介电常数以及厚度都会影响到标签天线的性能，如果标签天线制作于一种天线基板上，其性能可以得到最大程度的发挥，则将同样的标签天线制作于另一种天线基板上，其性能就会大打折扣，因而针对不同的天线基板，需要设计不同的标签天线，这样才能获得最佳性能的标签天线。由此可见，现有技术制作的标签天线，受天线基板的影响很大，这造成标签天线的设计成本很高，对天线基板的介电常数和厚度的要求也很高，另外，还不利于标签天线的批量生产。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种标签天线和一种电子标签，能不受天线基板的影响。本发明解决上述技术问题的技术方案如下一种标签天线，该标签天线包括对称支线组和独立支线，其中，所述对称支线组包括关于天线中心成中心对称的一号支线组和二号支线组；所述一号支线组包括均为直线段且顺次垂直连接的一号支线至十二号支线，其中，一号支线至七号支线沿顺时针方向螺旋向外顺次连接，八号支线至十二号支线沿逆时针方向螺旋向内顺次连接；所述二号支线组包括均为直线段且顺次垂直连接的十三号支线至二十四号支线， 其中，十三号支线至十九号支线沿顺时针方向螺旋向外顺次连接，二十号支线至二十四号支线沿逆时针方向螺旋向内顺次连接；所述十二号支线、二十四号支线与所述天线中心位于同一直线上且不相连接；所述独立支线为直线段，位于八号支线和二十二号支线之间，与所述八号支线和二十二号支线均连接且垂直于八号支线。本发明的有益效果是本发明提供的标签天线中，一号支线组和二号支线组相对于天线中心成中心对称，二者仅在独立支线处相连，因此，一号支线组和二号支线组中的电流在独立支线处进行交汇，不会产生没有垂直于该标签天线所在平面的电流分量，这样，该标签天线无论位于何种天线基板上，其中的电流都不会受到天线基板的厚度以及介电常数等的影响，因此，本发明提供的标签天线的工作可以不受天线基板的影响。在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进进一步，所述独立支线进一步位于二十一号支线的延长线上。进一步，所述标签天线位于天线基板上，所述天线基板为纸质基板，或聚对苯二甲酸乙二醇酯PET基板，或聚氯乙烯PVC基板。进一步，所述标签天线通过蚀刻或印刷方式位于所述天线基板上。进一步，一号支线和十三号支线的长度均在5. 4mm至6. 6mm之间，宽度均在1. 8mm 至2. 2mm之间，且覆盖面积均在11. 2mm2至12. 8mm2之间；禾口/ 或，二号支线和十四号支线的长度均在3. 6mm至4. 4mm之间，宽度均在0.9mm至1. Imm 之间，且覆盖面积均在3. 5mm2至4. 5mm2之间；禾口/ 或，三号支线和十五号支线的长度均在9. 9mm至12. Imm之间，宽度均在1. 4mm至 1. 6mm之间，且覆盖面积均在15. 3mm2至17. 7mm2之间；和/ 或，四号支线和十六号支线的长度均在5. 6mm至6. 8mm之间，宽度均在0.9mm至1. Imm 之间，且覆盖面积均在5. 5mm2至6. 9mm2之间；和/ 或，五号支线和十七号支线的长度均在12. 2mm至14. 8mm之间，宽度均在0.4mm至
0.6mm之间，且覆盖面积均在5. 4mm2至8. 2mm2之间；和/ 或，六号支线和十八号支线的长度均在8. 2mm至10. Omm之间，宽度均在0. 9mm至
1.Imm之间，且覆盖面积均在8. Imm2至10. Imm2之间；和/ 或，七号支线和十九号支线的长度均在12. 7mm至15. 3mm之间，宽度均在0.4mm至 0. 6mm之间，且覆盖面积均在5. 6mm2至8. 4mm2之间；禾口/ 或，
八号支线和二十号支线的长度均在13. 6mm至16. 4mm之间，宽度均在0.4mm至 0. 6mm之间，且覆盖面积均在6. Omm2至9. Omm2之间；和/ 或，九号支线和二i^一号支线的长度均在9. Imm至10. 9mm之间，宽度均在0.4mm至
0.6mm之间，且覆盖面积均在4. Omm2至6. Omm2之间；和/ 或，十号支线和二十二号支线的长度均在8. Imm至9. 9mm之间，宽度均在0. 9mm至
1.Imm之间，且覆盖面积均在8. Omm2至10. Omm2之间；和/ 或，i^一号支线和二十三号支线的长度均在3. 3mm至3. 9mm之间，宽度均在0. 4mm至 0. 6mm之间，且覆盖面积均在1. 4mm2至2. 2mm2之间；和/ 或，十二号支线和二十四号支线的长度均在3. 2mm至3. 8mm之间，宽度均在0. 5mm至
0.7mm之间，且覆盖面积均在1. 7mm2至2. 5mm2之间。进一步，所述独立支线的长度在3. 2mm至3. 8mm之间，宽度在0. 4mm至0. 6mm之间， 且覆盖面积在1. 4mm2至2. 2mm2之间。另外，本发明还提供了一种电子标签，该电子标签包括标签天线和标签芯片；所述标签天线包括对称支线组和独立支线，用于接收激励射频信号，发射响应射频信号；其中，所述对称支线组包括关于天线中心成中心对称的一号支线组和二号支线组； 所述一号支线组包括均为直线段且顺次垂直连接的一号支线至十二号支线，其中，一号支线至七号支线沿顺时针方向螺旋向外顺次连接，八号支线至十二号支线沿逆时针方向螺旋向内顺次连接；所述二号支线组包括均为直线段且顺次垂直连接的十三号支线至二十四号支线，其中，十三号支线至十九号支线沿顺时针方向螺旋向外顺次连接，二十号支线至二十四号支线沿逆时针方向螺旋向内顺次连接；所述十二号支线、二十四号支线与所述天线中心位于同一直线上且不相连接；所述独立支线为直线段，位于八号支线和二十二号支线之间，与所述八号支线和二十二号支线均连接且垂直于八号支线；所述标签芯片与所述标签天线中的十二号支线和二十四号支线都相连接，用于， 在所述标签天线接收的所述激励射频信号的激励下，将自身存储的信息以响应射频信号的形式通过所述标签天线发射出去。进一步，所述独立支线进一步位于二十一号支线的延长线上。进一步，一号支线和十三号支线的长度均在5. 4mm至6. 6mm之间，宽度均在1. 8mm 至2. 2mm之间，且覆盖面积均在11. 2mm2至12. 8mm2之间；和/ 或，二号支线和十四号支线的长度均在3. 6mm至4. 4mm之间，宽度均在0.9mm至1. Imm 之间，且覆盖面积均在3. 5mm2至4. 5mm2之间；禾口/ 或，三号支线和十五号支线的长度均在9. 9mm至12. Imm之间，宽度均在1. 4mm至
1.6mm之间，且覆盖面积均在15. 3mm2至17. 7mm2之间；禾口/ 或，
四号支线和十六号支线的长度均在5. 6mm至6. 8mm之间，宽度均在0.9mm至1. Imm 之间，且覆盖面积均在5. 5mm2至6. 9mm2之间；和/ 或，五号支线和十七号支线的长度均在12. 2mm至14. 8mm之间，宽度均在0.4mm至
0.6mm之间，且覆盖面积均在5. 4mm2至8. 2mm2之间；和/ 或，六号支线和十八号支线的长度均在8. 2mm至10. Omm之间，宽度均在0. 9mm至
1.Imm之间，且覆盖面积均在8. Imm2至10. Imm2之间；和/ 或，七号支线和十九号支线的长度均在12. 7mm至15. 3mm之间，宽度均在0.4mm至 0. 6mm之间，且覆盖面积均在5. 6mm2至8. 4mm2之间；和/ 或，八号支线和二十号支线的长度均在13. 6mm至16. 4mm之间，宽度均在0.4mm至 0. 6mm之间，且覆盖面积均在6. Omm2至9. Omm2之间；禾口/ 或，九号支线和二i^一号支线的长度均在9. Imm至10. 9mm之间，宽度均在0.4mm至
0.6mm之间，且覆盖面积均在4. Omm2至6. Omm2之间；和/ 或，十号支线和二十二号支线的长度均在8. Imm至9. 9mm之间，宽度均在0. 9mm至
1.Imm之间，且覆盖面积均在8. Omm2至10. Omm2之间；和/ 或，i^一号支线和二十三号支线的长度均在3. 3mm至3. 9mm之间，宽度均在0. 4mm至 0. 6mm之间，且覆盖面积均在1. 4mm2至2. 2mm2之间；和/ 或，十二号支线和二十四号支线的长度均在3. 2mm至3. 8mm之间，宽度均在0. 5mm至 0. 7mm之间，且覆盖面积均在1. 7mm2至2. 5mm2之间。进一步，所述激励射频信号和响应射频信号的频率为915兆赫兹时，所述标签芯片的输入阻抗为(52-j 158)欧姆；所述独立支线的长度在3. 2mm至3. 8mm之间，宽度在0. 4mm至0. 6mm之间，且覆盖面积在1. 4mm2至2. 2mm2之间。采用上述进一步方案的有益效果是，本发明提供的电子标签中，由于标签天线中的一号支线组和二号支线组相对于天线中心成中心对称，二者仅在独立支线处相连，因此， 一号支线组和二号支线组中的电流在独立支线处进行交汇，不会产生没有垂直于该标签天线所在平面的电流分量，这样，该标签天线无论位于何种天线基板上，其中的电流都不会受到天线基板的厚度以及介电常数等的影响，因此，本发明提供的电子标签的工作也就可以不受天线基板的影响。
图1为本发明提供的标签天线的结构图2为本发明提供的制作于纸质基板上的标签天线具体实施例的回波损耗曲线图；图3为本发明提供的制作于PET基板上的标签天线具体实施例的回波损耗曲线图；图4为本发明提供的制作于纸质基板上的标签天线具体实施例的端口阻抗曲线图；图5为本发明提供的制作于PET基板上的标签天线具体实施例的端口阻抗曲线图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。图1为本发明提供的标签天线的结构图。如图1所示，该标签天线包括对称支线组和独立支线25，其中，对称支线组包括关于天线中心成中心对称的一号支线组和二号支线组；一号支线组包括均为直线段且顺次垂直连接的一号支线1至十二号支线12，其中，一号支线1至七号支线7沿顺时针方向螺旋向外顺次连接，八号支线8至十二号支线12 沿逆时针方向螺旋向内顺次连接；二号支线组包括均为直线段且顺次垂直连接的十三号支线13至二十四号支线 M，其中，十三号支线13至十九号支线19沿顺时针方向螺旋向外顺次连接，二十号支线20 至二十四号支线M沿逆时针方向螺旋向内顺次连接；十二号支线12、二十四号支线M与天线中心位于同一直线上且不相连接；独立支线25为直线段，位于八号支线8和二十二号支线22之间，与八号支线8和二十二号支线22均连接且垂直于八号支线8。这里，标签天线中的一号支线组和二号支线组关于天线中心成中心对称，意味着对于一号支线组中的每一条支线而言，在二号支线组中都有与其相对于天线中心成中心对称的支线，具体如图1所示，一号支线1与十三号支线13相对于天线中心成中心对称，二号支线2与十四号支线14相对于天线中心成中心对称，三号支线3与十五号支线15相对于天线中心成中心对称，四号支线4与十六号支线16相对于天线中心成中心对称，五号支线 5与十七号支线17相对于天线中心成中心对称，六号支线6与十八号支线18相对于天线中心成中心对称，七号支线7与十九号支线19相对于天线中心成中心对称，八号支线8与二十号支线20相对于天线中心成中心对称，九号支线9与二十一号支线21相对于天线中心成中心对称，十号支线10与二十二号支线22相对于天线中心成中心对称，十一号支线11 与二十三号23支线相对于天线中心成中心对称，十二号支线12与二十四号支线M相对于天线中心成中心对称。如图1所示，一号支线组和二号支线组中的各支线顺次连接，这意味着前一支线的尾端与后一支线的首端相连，例如，一号支线1与二号支线2相连接，并且连接点为一号支线1的尾端和二号支线2的首端，其他支线的连接关系与此相同。并且，一号支线组和二号支线组中连接起来的各支线均相互垂直。
如图1所示，一号支线组中的一号支线1至七号支线7沿顺时针方向螺旋向外顺次连接，意味着电流从一号支线1沿该支线组流到七号支线7，电流的方向为顺时针方向， 并且该电流的轨迹成螺旋形，螺旋的半径越来越大。同样，二号支线组中的十三号支线13 至十九号支线19沿顺时针方向螺旋向外顺次连接，也意味着电流从十三号支线13沿该支线组流到十九号支线19，电流的方向为顺时针方向，并且该电流的轨迹成螺旋形，螺旋的半径越来越大。一号支线组中的八号支线8至十二号支线12沿逆时针方向螺旋向内顺次连接， 意味着电流从八号支线8沿该支线组流到十二号支线12，电流的方向为逆时针方向，并且该电流的轨迹成螺旋形，螺旋的半径越来越小。同样，二号支线组中的二十号支线20至二十四号支线M沿逆时针方向螺旋向内顺次连接，也意味着电流从二十号支线20沿该支线组流到二十四号支线24，电流的方向为逆时针方向，并且该电流的轨迹成螺旋形，螺旋的半径越来越小。如图1所示，天线中心位于标号为沈的虚线方框的中心位置，一号支线组中的十二号支线12、二号支线组中的二十四号支线M与该天线中心位于同一直线上，且不相连接。由此，一号支线组和二号支线组的位置关系得以确定，并且由于十二号支线12和二十四号支线M不连接，即二者之间保留一条缝隙，且该缝隙的中心为天线中心，因此， 十二号支线12和二十四号支线M成为该标签天线的两个相互分离的天线端口。如图1所示，独立支线25为直线段，它位于八号支线8和二十二号支线22之间， 与八号支线8和二十二号支线22均连接，且垂直于八号支线8。这样，独立支线25的长度为相互平行的八号支线8和二十二号支线22之间的距离，并且由于八号支线8和二十二号支线22为平行的支线，因此，独立支线25也垂直于二十二号支线22。另外，一号支线组和二号支线组仅通过独立支线相连。由此可见，本发明中，一号支线组和二号支线组相对于天线中心成中心对称，二者仅在独立支线25处相连，因此，一号支线组和二号支线组中的电流在独立支线25处进行交汇，不会产生没有垂直于该标签天线所在平面的电流分量，这样，该标签天线无论位于何种天线基板上，其中的电流都不会受到天线基板的厚度以及介电常数等的影响，因此，本发明提供的标签天线的工作可以不受天线基板的影响，这意味着该标签天线无论位于何种天线基板上，形状和尺寸都无需改变即可使用，相对于现有技术，本发明只需设计一种标签天线即可应用于不同天线基板上，这极大地减少了标签天线的设计周期和设计成本，有利于标签天线的批量生产。本发明中，独立支线25还可以进一步位于二十一号支线21的延长线上，这样，二号支线组中的二十一号支线21与独立支线25连接为一条直线段，并与一号支线组建立连接，连接点为独立支线与一号支线组中的八号支线8的垂足。如果不存在独立支线25，则一号支线组和二号支线组是没有连接点的，这样，电流在两个支线组中的流动情况会完全相同。但由于一号支线组和二号支线组通过独立支线25 连接在一起，而该独立支线25自身不是关于对称中心成中心对称的图形，并且关于天线中心也没有其他的对称支线，因此，独立支线25的存在，使得标签天线两个支线组中的电流不再是对称的，而是在独立支线25处有一定的交汇，因而独立支线25对于该标签天线的性能发挥具有举足轻重的作用，正是由于独立支线25存在于八号支线8和二十二号支线22之间，并且与八号支线8和二十二号支线22均连接且垂直于八号支线8，才消除了该标签天线中垂直于该标签天线所在平面的电流分量，本发明提供的标签天线的工作才能不受天线基板的影响。电子标签按照供电方式的不同，可以分为有源电子标签、无源电子标签和半无源电子标签，其中，有源电子标签依靠内部的电池工作，无源电子标签内部没有电池，因而完全依靠激励射频信号提供的功率工作，半无源电子标签介于二者之间，内部装有电池，其工作既依靠电池，又有部分功率来自激励射频信号。本发明提供的标签天线，不受电子标签供电方式的影响，因而既可以应用于无源电子标签，也可以应用于有源电子标签和半无源电子标签。本发明提供的标签天线也是位于天线基板上的，可以通过蚀刻或印刷的方式将标签天线制作于天线基板上。由于该标签天线的工作不受天线基板的影响，因此，可以采用各种天线基板，例如，天线基板可以为纸质基板，也可以为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基板，还可以为聚氯乙烯(PVC)基板，当然，其他种类的天线基板也在本发明的保护范围之内。如图1所示，标签天线中的独立支线以及一号支线组和二号支线组中的各支线之间，采用无缝连接方式进行连接，共同作为天线辐射体，这意味着该标签天线的各支线均可用于接收激励射频信号和发射响应射频信号，并且，该标签天线的整体形状决定了其工作不受天线基板的影响。其中，一号支线组和二号支线组作为天线辐射体的一部分，其外形和尺寸决定了该标签天线的工作频段，而独立支线的位置和尺寸则决定了该标签天线与标签芯片的阻抗匹配程度。图1中，一号支线组和二号支线组中的各支线的外形均为长方形，其尺寸如下一号支线1和十三号支线13关于天线中心成中心对称，长度均在5. 4mm至6. 6mm 之间，宽度均在1. 8mm至2. 2mm之间，且覆盖面积均在11. 2mm2至12. 8mm2之间；二号支线2和十四号支线14关于天线中心成中心对称，长度均在3. 6mm至4. 4mm 之间，宽度均在0. 9mm至1. Imm之间，且覆盖面积均在3. 5mm2至4. 5mm2之间；三号支线3和十五号支线15关于天线中心成中心对称，长度均在9. 9mm至12. Imm 之间，宽度均在1. 4mm至1. 6mm之间，且覆盖面积均在15. 3mm2至17. 7mm2之间；四号支线4和十六号支线16关于天线中心成中心对称，长度均在5. 6mm至6. 8mm 之间，宽度均在0. 9mm至1. Imm之间，且覆盖面积均在5. 5mm2至6. 9mm2之间；五号支线5和十七号支线17关于天线中心成中心对称，长度均在12. 2mm至
14.8mm之间，宽度均在0. 4mm至0. 6mm之间，且覆盖面积均在5. 4mm2至8. 2mm2之间；六号支线6和十八号支线18关于天线中心成中心对称，长度均在8. 2mm至10. Omm 之间，宽度均在0. 9mm至1. Imm之间，且覆盖面积均在8. Imm2至10. Imm2之间；七号支线7和十九号支线19关于天线中心成中心对称，长度均在12. 7mm至
15.3mm之间，宽度均在0. 4mm至0. 6mm之间，且覆盖面积均在5. 6mm2至8. 4mm2之间；八号支线8和二十号支线20关于天线中心成中心对称，长度均在13. 6mm至
16.4mm之间，宽度均在0. 4mm至0. 6mm之间，且覆盖面积均在6. Omm2至9. Omm2之间；九号支线9和二i^一号支线21关于天线中心成中心对称，长度均在9. Imm至 10. 9mm之间，宽度均在0. 4mm至0. 6mm之间，且覆盖面积均在4. Omm2至6. Omm2之间；
十号支线10和二十二号支线22关于天线中心成中心对称，长度均在8. Imm至 9. 9mm之间，宽度均在0. 9mm至1. Imm之间，且覆盖面积均在8. Omm2至10. Omm2之间；i^一号支线11和二十三号支线23关于天线中心成中心对称，长度均在3. 3mm至 3. 9mm之间，宽度均在0. 4mm至0. 6mm之间，且覆盖面积均在1. 4mm2至2. 2mm2之间；十二号支线12和二十四号支线M关于天线中心成中心对称，长度均在3. 2mm至 3. 8mm之间，宽度均在0. 5mm至0. 7mm之间，且覆盖面积均在1. 7mm2至2. 5mm2之间。独立支线25的外形也为长方形，其尺寸为长度在3. 2mm至3. 8mm之间，宽度在 0. 4mm至0. 6mm之间，且覆盖面积在1. 4mm2至2. 2mm2之间。为了验证图1所示的标签天线的工作不受天线基板的影响，下面以该标签天线制作于纸质基板和PET基板上的两个具体实施例的实验数据来进行说明。图2为本发明提供的制作于纸质基板上的标签天线具体实施例的回波损耗曲线图，图3为本发明提供的制作于PET基板上的标签天线具体实施例的回波损耗曲线图。回波损耗是表示标签天线中信号反射性能的参数，它表示的是标签天线的入射功率中被反射回标签芯片的功率在入射功率中所占的比例，计算公式为10*lg [(反射功率)/ (入射功率)]， 单位为dB。例如，标签芯片通过标签天线发射说《、即OdBm的功率给标签天线，其中有10% 的功率，即0. ImW被反射回标签芯片，则回波损耗为-10dB。标签天线的回波损耗越低，则反射功率就越小，标签天线发射出去的功率就越大，这样阅读器接收的响应射频信号就越强， 因此，设计标签天线时会希望其回波损耗尽可能低，这样就有更多的功率传送到阅读器。通常情况下，标签天线的设计目标是回波损耗在-IOdB以下，这样才能保证有足够的功率被标签天线发射出去。图2和图3实施例中，标签天线的形状和尺寸均采用图1中标签天线的形状和尺寸，该形状和尺寸决定了该标签天线的工作频段为860MHz-960MHz的UHF频段，中心谐振点为900MHz附近。图2实施例所采用的纸质基板，其相对介电常数为2. 5，厚度为0. 2mm,图 3实施例所采用的PET基板，其相对介电常数在3. 0-3. 6之间，厚度也为0. 2mm。如图2和图3所示，使用纸质基板和PET基板的标签天线，其回波损耗低于-IOdB 的频段范围均超过IOOMHz，且完全能覆盖该标签天线的UHF工作频段，因此，本发明提供的标签天线的工作频带很宽，超过100MHz，并且在如此宽的频带范围内回波损耗基本相同，都在-IOdB以下，能够满足标签天线的功率发射需要。由此可知，本发明提供的标签天线的工作频段不受天线基板的影响。本发明还提出了一种电子标签，该电子标签包括标签天线和标签芯片；标签天线即采用本发明所提供的标签天线，该标签天线包括对称支线组和独立支线，用于接收激励射频信号，发射响应射频信号；其中，对称支线组包括关于天线中心成中心对称的一号支线组和二号支线组；一号支线组包括均为直线段且顺次垂直连接的一号支线至十二号支线，其中，一号支线至七号支线沿顺时针方向螺旋向外顺次连接，八号支线至十二号支线沿逆时针方向螺旋向内顺次连接；二号支线组包括均为直线段且顺次垂直连接的十三号支线至二十四号支线，其中，十三号支线至十九号支线沿顺时针方向螺旋向外顺次连接，二十号支线至二十四号支线沿逆时针方向螺旋向内顺次连接；十二号支线、 二十四号支线与天线中心位于同一直线上且不相连接；独立支线为直线段，位于八号支线和二十二号支线之间，与八号支线和二十二号支线均连接且垂直于八号支线；
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标签芯片与标签天线中的十二号支线和二十四号支线都相连接，用于，在标签天线接收的激励射频信号的激励下，将自身存储的信息以响应射频信号的形式通过标签天线发射出去。由于该电子标签中的标签天线采用的是本发明提供的标签天线，因此，该电子标签的工作不会受到其中的天线基板的影响，该电子标签中的标签天线可以采用各种天线基板，无需重新设计。该电子标签中，标签天线上的独立支线可以进一步位于二十一号支线的延长线上，这样，二号支线组中的二十一号支线与独立支线连接为一条直线段，并与一号支线组建立连接，连接点为独立支线与一号支线组中的八号支线的垂足。如果不存在独立支线，则一号支线组和二号支线组是没有连接点的，这样，电流在两个支线组中的流动情况会完全相同。但由于一号支线组和二号支线组通过独立支线连接在一起，而该独立支线自身不是关于对称中心成中心对称的图形，并且关于天线中心也没有其他的对称支线，因此，独立支线的存在，使得标签天线两个支线组中的电流不再是对称的，而是在独立支线处有一定的交汇，因而独立支线对于该标签天线的性能发挥具有举足轻重的作用，正是由于独立支线存在于八号支线和二十二号支线之间，并且与八号支线和二十二号支线均连接且垂直于八号支线，才消除了该标签天线中垂直于该标签天线所在平面的电流分量，本发明提供的电子标签的工作才能不受天线基板的影响。该电子标签中，标签天线各支线的外形均为长方形，其尺寸如下一号支线和十三号支线关于天线中心成中心对称，长度均在5. 4mm至6. 6mm之间， 宽度均在1. 8mm至2. 2mm之间，且覆盖面积均在11. 2mm2至12. 8mm2之间；二号支线和十四号支线关于天线中心成中心对称，长度均在3. 6mm至4. 4mm之间， 宽度均在0. 9mm至1. Imm之间，且覆盖面积均在3. 5mm2至4. 5mm2之间；三号支线和十五号支线关于天线中心成中心对称，长度均在9. 9mm至12. Imm之间，宽度均在1. 4mm至1. 6mm之间，且覆盖面积均在15. 3mm2至17. 7mm2之间；四号支线和十六号支线关于天线中心成中心对称，长度均在5. 6mm至6. 8mm之间， 宽度均在0. 9mm至1. Imm之间，且覆盖面积均在5. 5mm2至6. 9mm2之间；五号支线和十七号支线关于天线中心成中心对称，长度均在12. 2mm至14. 8mm之间，宽度均在0. 4mm至0. 6mm之间，且覆盖面积均在5. 4mm2至8. 2mm2之间；六号支线和十八号支线关于天线中心成中心对称，长度均在8. 2mm至10. Omm之间，宽度均在0. 9mm至1. Imm之间，且覆盖面积均在8. Imm2至10. Imm2之间；七号支线和十九号支线关于天线中心成中心对称，长度均在12. 7mm至15. 3mm之间，宽度均在0. 4mm至0. 6mm之间，且覆盖面积均在5. 6mm2至8. 4mm2之间；八号支线和二十号支线关于天线中心成中心对称，长度均在13. 6mm至16. 4mm之间，宽度均在0. 4mm至0. 6mm之间，且覆盖面积均在6. Omm2至9. Omm2之间；九号支线和二i^一号支线关于天线中心成中心对称，长度均在9. Imm至10. 9mm之间，宽度均在0. 4mm至0. 6mm之间，且覆盖面积均在4. Omm2至6. Omm2之间；十号支线和二十二号支线关于天线中心成中心对称，长度均在8. Imm至9. 9mm之间，宽度均在0. 9mm至1. Imm之间，且覆盖面积均在8. Omm2至10. Omm2之间；i^一号支线和二十三号支线关于天线中心成中心对称，长度均在3. 3mm至3. 9mm
1之间，宽度均在0. 4mm至0. 6mm之间，且覆盖面积均在1. 4mm2至2. 2mm2之间；十二号支线和二十四号支线关于天线中心成中心对称，长度均在3. 2mm至3. 8mm 之间，宽度均在0. 5mm至0. 7mm之间，且覆盖面积均在1. 7mm2至2. 5mm2之间。独立支线的外形也为长方形，当激励射频信号和响应射频信号的频率为915兆赫兹时，标签芯片的输入阻抗为(52-jl58)欧姆；则独立支线的长度设计为在3. 2mm至3. 8mm 之间，宽度在0. 4mm至0. 6mm之间，且覆盖面积在1. 4mm2至2. 2mm2之间，可以使该标签天线的端口阻抗与标签芯片的输入阻抗有效匹配，从而进一步降低回波损耗。图4为本发明提供的制作于纸质基板上的标签天线具体实施例的端口阻抗曲线图，图5为本发明提供的制作于PET基板上的标签天线具体实施例的端口阻抗曲线图。如图4和图5所示，制作于每种基板上的标签天线的端口阻抗曲线均包括电阻曲线和感抗曲线，图4中感抗曲线的标号为401，电阻曲线的标号为402，图5中感抗曲线的标号为501，电阻曲线的标号为502。图4和图5的实施例中，电子标签中标签天线的外形和尺寸为上述电子标签中的标签天线的外形和尺寸，激励射频信号和响应射频信号的频率均为915兆赫兹时，标签芯片的输入阻抗均为(52-jl58)欧姆，由图4可知，制作于纸质基板上的标签天线的阻抗为(58+jl68)欧姆，由图5可知，制作于PET基板上的标签天线的阻抗为(58+jl77)欧姆， 可见，这两个实施例中的标签天线的电阻完全相同，而感抗相差很小，并且都与该标签芯片输入阻抗的匹配阻抗(52+jl58)欧姆非常接近。由最佳匹配原则可知，当标签天线的端口阻抗与标签芯片的输入阻抗为共轭阻抗时，二者的阻抗达到最佳匹配，此时，标签天线没有回波损耗，其接收的激励射频信号除去被标签天线的电阻损耗一部分外，能最大限度地被标签芯片收到，而标签芯片发出的响应射频信号除去一部分被标签天线的电阻损耗一部分外，能最大限度地发射出去，在阅读器和标签芯片的工作临界功率不变的情况下，阅读器发射的激励射频信号和标签芯片发射的响应射频信号的作用距离也达到最远。由图4和图5 可以看出，本发明提供的标签天线的端口阻抗在915MHz的工作频率下，能够基本实现与标签芯片的输入阻抗完美匹配，并且这种匹配关系也不受天线基板的影响。同时，图4和图5 均显示，在UHF频段范围内，标签天线的端口阻抗中，电阻曲线和感抗曲线都变化很小，例如，图4实施例中，在860MHz到960MHz的UHF频段范围内，标签天线的电阻在40欧姆至63 欧姆之间变化，而感抗在148欧姆到194欧姆之间变化，图5实施例中，在860MHz到960MHz 的UHF频段范围内，标签天线的电阻在48欧姆至65欧姆之间变化，而感抗在158欧姆到 203欧姆之间变化。由此可见，标签天线的阻抗在UHF频段范围内变化很小，并且基本不受天线基板的影响。另外，如前所述，由于本发明提供的标签天线在UHF的工作频段内都具有很低的回波损耗，因而其在该频段范围内具有良好的性能。由此可见，本发明具有以下优点(1)本发明中，一号支线组和二号支线组相对于天线中心成中心对称，二者仅在独立支线处相连，因此，一号支线组和二号支线组中的电流在独立支线处进行交汇，不会产生没有垂直于该标签天线所在平面的电流分量，这样，该标签天线无论位于何种天线基板上， 其中的电流都不会受到天线基板的厚度以及介电常数等的影响，因此，本发明提供的标签天线的工作可以不受天线基板的影响。
(2)本发明中，标签天线的工作可以不受天线基板的影响，这意味着该标签天线无论位于何种天线基板上，形状和尺寸都无需改变即可使用，相对于现有技术，本发明只需设计一种标签天线即可应用于不同天线基板上，这极大地减少了标签天线的设计周期和设计成本，有利于标签天线的批量生产。(3)本发明提供的标签天线既适用于无源电子标签，也适用于有源电子标签和半无源电子标签。(4)本发明中，标签天线的回波损耗不受天线基板的影响。(5)本发明中，标签天线的端口阻抗与标签芯片的输入阻抗能基本达到完美匹配， 因而阅读器发射的激励射频信号和标签芯片发射的响应射频信号的作用距离能达到最远。(6)本发明中，标签天线的端口阻抗基本不受天线基板的影响。(7)本发明中，标签天线在UHF频段内具有IOOMHz以上的工作带宽，在该频段内都具有很低的回波损耗和良好的性能，并且该工作频段不受天线基板的影响。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种标签天线，其特征在于，该标签天线包括对称支线组和独立支线，其中， 所述对称支线组包括关于天线中心成中心对称的一号支线组和二号支线组；所述一号支线组包括均为直线段且顺次垂直连接的一号支线至十二号支线，其中，一号支线至七号支线沿顺时针方向螺旋向外顺次连接，八号支线至十二号支线沿逆时针方向螺旋向内顺次连接；所述二号支线组包括均为直线段且顺次垂直连接的十三号支线至二十四号支线，其中，十三号支线至十九号支线沿顺时针方向螺旋向外顺次连接，二十号支线至二十四号支线沿逆时针方向螺旋向内顺次连接；所述十二号支线、二十四号支线与所述天线中心位于同一直线上且不相连接； 所述独立支线为直线段，位于八号支线和二十二号支线之间，与所述八号支线和二十二号支线均连接且垂直于八号支线。
2.根据权利要求1所述的标签天线，其特征在于，所述独立支线进一步位于二十一号支线的延长线上。
3.根据权利要求1或2所述的标签天线，其特征在于，所述标签天线位于天线基板上， 所述天线基板为纸质基板，或聚对苯二甲酸乙二醇酯PET基板，或聚氯乙烯PVC基板。
4.根据权利要求3所述的标签天线，其特征在于，所述标签天线通过蚀刻或印刷方式位于所述天线基板上。
5.根据权利要求1、2或4所述的标签天线，其特征在于，一号支线和十三号支线的长度均在5. 4mm至6. 6mm之间，宽度均在1. 8mm至2. 2mm之间，且覆盖面积均在11. 2mm2至12. 8mm2之间； 和/或，二号支线和十四号支线的长度均在3. 6mm至4. 4mm之间，宽度均在0. 9mm至1. Imm之间，且覆盖面积均在3. 5mm2至4. 5mm2之间； 和/或，三号支线和十五号支线的长度均在9. 9mm至12. Imm之间，宽度均在1.4mm至1.6mm之间，且覆盖面积均在15. 3mm2至17. 7mm2之间； 和/或，四号支线和十六号支线的长度均在5. 6mm至6. 8mm之间，宽度均在0. 9mm至1. Imm之间，且覆盖面积均在5. 5mm2至6. 9mm2之间； 和/或，五号支线和十七号支线的长度均在12. 2mm至14. 8mm之间，宽度均在0. 4mm至0. 6mm 之间，且覆盖面积均在5. 4mm2至8. 2mm2之间； 和/或，六号支线和十八号支线的长度均在8. 2mm至10. Omm之间，宽度均在0. 9mm至1. Imm之间，且覆盖面积均在8. Imm2至10. Imm2之间； 和/或，七号支线和十九号支线的长度均在12. 7mm至15. 3mm之间，宽度均在0. 4mm至0. 6mm 之间，且覆盖面积均在5. 6mm2至8. 4mm2之间； 和/或，八号支线和二十号支线的长度均在13. 6mm至16. 4mm之间，宽度均在0. 4mm至0. 6mm 之间，且覆盖面积均在6. Omm2至9. Omm2之间； 和/或，九号支线和二i^一号支线的长度均在9. Imm至10. 9mm之间，宽度均在0. 4mm至0. 6mm 之间，且覆盖面积均在4. Omm2至6. Omm2之间； 和/或，十号支线和二十二号支线的长度均在8. Imm至9. 9mm之间，宽度均在0. 9mm至1. Imm 之间，且覆盖面积均在8. Omm2至10. Omm2之间； 和/或，i^一号支线和二十三号支线的长度均在3. 3mm至3. 9mm之间，宽度均在0. 4mm至0. 6mm 之间，且覆盖面积均在1. 4mm2至2. 2mm2之间； 和/或，十二号支线和二十四号支线的长度均在3. 2mm至3. 8mm之间，宽度均在0. 5mm至0. 7mm 之间，且覆盖面积均在1. 7mm2至2. 5mm2之间。
6.根据权利要求1、2或4所述的标签天线，其特征在于，所述独立支线的长度在3.2mm 至3. 8mm之间，宽度在0. 4mm至0. 6mm之间，且覆盖面积在1. 4mm2至2. 2mm2之间。
7.一种电子标签，其特征在于，该电子标签包括标签天线和标签芯片；所述标签天线包括对称支线组和独立支线，用于接收激励射频信号，发射响应射频信号；其中，所述对称支线组包括关于天线中心成中心对称的一号支线组和二号支线组；所述一号支线组包括均为直线段且顺次垂直连接的一号支线至十二号支线，其中，一号支线至七号支线沿顺时针方向螺旋向外顺次连接，八号支线至十二号支线沿逆时针方向螺旋向内顺次连接；所述二号支线组包括均为直线段且顺次垂直连接的十三号支线至二十四号支线，其中，十三号支线至十九号支线沿顺时针方向螺旋向外顺次连接，二十号支线至二十四号支线沿逆时针方向螺旋向内顺次连接；所述十二号支线、二十四号支线与所述天线中心位于同一直线上且不相连接；所述独立支线为直线段，位于八号支线和二十二号支线之间， 与所述八号支线和二十二号支线均连接且垂直于八号支线；所述标签芯片与所述标签天线中的十二号支线和二十四号支线都相连接，用于，在所述标签天线接收的所述激励射频信号的激励下，将自身存储的信息以响应射频信号的形式通过所述标签天线发射出去。
8.根据权利要求7所述的电子标签，其特征在于，所述独立支线进一步位于二十一号支线的延长线上。
9.根据权利要求7或8所述的电子标签，其特征在于，一号支线和十三号支线的长度均在5. 4mm至6. 6mm之间，宽度均在1. 8mm至2. 2mm之间，且覆盖面积均在11. 2mm2至12. 8mm2之间； 和/或，二号支线和十四号支线的长度均在3. 6mm至4. 4mm之间，宽度均在0. 9mm至1. Imm之间，且覆盖面积均在3. 5mm2至4. 5mm2之间； 和/或，三号支线和十五号支线的长度均在9. 9mm至12. Imm之间，宽度均在1. 4mm至1. 6mm之间，且覆盖面积均在15. 3mm2至17. 7mm2之间； 和/或，四号支线和十六号支线的长度均在5. 6mm至6. 8mm之间，宽度均在0. 9mm至1. Imm之间，且覆盖面积均在5. 5mm2至6. 9mm2之间； 和/或，五号支线和十七号支线的长度均在12. 2mm至14. 8mm之间，宽度均在0. 4mm至0. 6mm 之间，且覆盖面积均在5. 4mm2至8. 2mm2之间； 和/或，六号支线和十八号支线的长度均在8. 2mm至10. Omm之间，宽度均在0. 9mm至1. Imm之间，且覆盖面积均在8. Imm2至10. Imm2之间； 和/或，七号支线和十九号支线的长度均在12. 7mm至15. 3mm之间，宽度均在0. 4mm至0. 6mm 之间，且覆盖面积均在5. 6mm2至8. 4mm2之间； 和/或，八号支线和二十号支线的长度均在13. 6mm至16. 4mm之间，宽度均在0. 4mm至0. 6mm 之间，且覆盖面积均在6. Omm2至9. Omm2之间； 和/或，九号支线和二i^一号支线的长度均在9. Imm至10. 9mm之间，宽度均在0. 4mm至0. 6mm 之间，且覆盖面积均在4. Omm2至6. Omm2之间； 和/或，十号支线和二十二号支线的长度均在8. Imm至9. 9mm之间，宽度均在0. 9mm至1. Imm 之间，且覆盖面积均在8. Omm2至10. Omm2之间； 和/或，i^一号支线和二十三号支线的长度均在3. 3mm至3. 9mm之间，宽度均在0. 4mm至0. 6mm 之间，且覆盖面积均在1. 4mm2至2. 2mm2之间； 和/或，十二号支线和二十四号支线的长度均在3. 2mm至3. 8mm之间，宽度均在0. 5mm至0. 7mm 之间，且覆盖面积均在1. 7mm2至2. 5mm2之间。
10.根据权利要求7或8所述的电子标签，其特征在于，所述激励射频信号和响应射频信号的频率为915兆赫兹时，所述标签芯片的输入阻抗为(52-j 158)欧姆；所述独立支线的长度在3. 2mm至3. 8mm之间，宽度在0. 4mm至0. 6mm之间，且覆盖面积在 1.4mm2 至 2. 2mm2 之间。
全文摘要
本发明涉及一种标签天线和一种电子标签。标签天线包括对称支线组和独立支线，对称支线组包括关于天线中心成中心对称的一、二号支线组；一号支线组包括均为直线段且顺次垂直连接的一至十二号支线，一至七号支线沿顺时针方向螺旋向外，八至十二号支线沿逆时针方向螺旋向内；二号支线组包括均为直线段且顺次垂直连接的十三至二十四号支线，十三至十九号支线沿顺时针方向螺旋向外，二十至二十四号支线沿逆时针方向螺旋向内；十二号、二十四号支线与天线中心在同一直线上且不相连；独立支线为直线段，位于八号和二十二号支线之间，与八号和二十二号支线均连接且垂直于八号支线。利用本发明的技术方案，能不受天线基板的影响。
文档编号H01Q1/38GK102403570SQ201010279019
公开日2012年4月4日 申请日期2010年9月10日 优先权日2010年9月10日
发明者刘旭儒, 李其均, 王宏伟, 王晓华 申请人:航天信息股份有限公司