专利名称：可增强定向辐射性能的超高频折叠电子标签天线的制作方法
技术领域：
本实用新型主要涉及到射频识别(RFID)系统领域，特指一种电子标签定向天线。
背景技术：
随着产品电子编码(EPC)和物联网的研究与发展，超高频(UHF)电子标签的设计越来越受到人们的关注。射频识别(RFID)系统由电子标签与读写器构成，其工作过程是， 读写器产生特定频率的电磁波并通过空间耦合方式发送出去(发送提问信号)，当读写器进入电子标签的读取距离时电子标签接收到该提问信号并将读写器发送的电磁波进行反向散射偶合后返回给读写器(回复应答信号)。由于电子标签方便、有效，电子标签被人们广泛应用于物流运输和供应链管理中。 常用的方法是将RFID电子标签直接贴在包装箱表面某个平整区域，但是这种将标签布置在包装箱某个平面上的方法具有局限性。包装箱电子标签的辐射效率受到包装物品内容很大的影响。如果包装物品是水或油等可以吸收电磁波的介质，或者是金属等可以在特定方向反射电磁波的介质，则电子标签的辐射效率将大幅降低。在RFID应用中，要应对电磁辐射效率下降问题的方法主要有加大天线增益，试图穿透电磁吸收物质；或者采用多天线方法，使部分天线能从不同角度接受电磁信号。还有另一种方法是在包装中使用方向性天线，通过对天线的调节和设计，在某个方向增大增益或将辐射集中到某个没有电磁障碍的方向。但是，往往这种结构均较为复杂。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题在于针对现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种结构简单紧凑、成本低廉、制作简便、可贴合于包装箱的棱角设计、使得在包装箱某棱角方向能提供更高的辐射增益、增大电子标签的阅读距离、提高电子标签的阅读稳定性的可增强定向辐射性能的超高频折叠电子标签天线。为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案—种可增强定向辐射性能的超高频折叠电子标签天线，其特征在于包括射频IC 芯片、辐射天线单元以及引向器天线单元，所述辐射天线单元与引向器天线单元呈平行分布并相隔一定距离，所述辐射天线单元包括第一天线单元和第二天线单元，所述射频IC芯片连接于第一天线单元和第二天线单元之间，所述第一天线单元与第二天线单元以射频IC 芯片为中心呈对称分布。作为本实用新型的进一步改进所述第一天线单元和第二天线单元分别位于相互呈90°夹角的两个平面内，所述引向器天线单元沿第一天线单元与第二天线单元之间的中心线折叠成两部分且两部分分别位于相互呈90°夹角的两个平面内。所述第一天线单元和第二天线单元上均设有用来连接射频IC芯片的芯片连接端子。[0011]与现有技术相比，本实用新型的优点在于本实用新型的可增强定向辐射性能的超高频折叠电子标签天线折叠的标签天线，结构简单紧凑、成本低廉、加工制作方便，能够更好的适应包装箱产品外观上的棱角，即便弯曲也能很好贴合产品包装箱；同时利用了折叠的棱角，令电子标签天线在棱角引向器方向具有高增益，使得标签作用距离更远，信号更强，可用于物流运输、供应链管理等各种远距离非接触式管理中。
图1是本实用新型的结构示意图；图2是本实用新型在具体应用实例中的结构示意图；图3是本实用新型做E平面增益的仿真结果示意图。图例说明1、端子；2、辐射天线单元；3、引向器天线单元；4、射频IC芯片；5、包装箱。
具体实施方式
以下将结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。如图1所示，本实用新型的可增强定向辐射性能的超高频折叠电子标签天线，包括射频IC芯片4、辐射天线单元2以及引向器天线单元3，辐射天线单元2与引向器天线单元3呈平行分布并相隔一定距离，辐射天线单元2包括第一天线单元和第二天线单元，射频 IC芯片4连接于第一天线单元和第二天线单元之间，第一天线单元与第二天线单元以射频 IC芯片4为中心呈对称分布。参见图2，以将本实用新型应用于包装箱5为例，第一天线单元和第二天线单元分别位于相互呈90°夹角的两个平面内，引向器天线单元3沿第一天线单元与第二天线单元之间的中心线折叠成两部分且两部分分别位于相互呈90°夹角的两个平面内。即，整个天线都以第一天线单元与第二天线单元之间的中心线呈镜面对称状，避开射频IC芯片，沿接近中心线的折叠线折叠形成90°夹角，辐射天线单元2的两部分天线单元相互垂直，引向器天线单元3则沿折叠的两部分相互垂直。本实施例中，进一步在第一天线单元和第二天线单元上均设有用来连接射频IC 芯片4的端子1。辐射天线单元2的长度为天线工作波长的三分之一左右，宽度略小于其长度的八分之一。引向器天线单元3的长度略小于半波长，引向器天线单元3和辐射天线单元2的距离与辐射天线单元2的宽度相当。在制作包装箱的过程中，将标签天线放置到包装箱5有90度夹角的棱角上，对准天线的折叠线(即第一天线单元与第二天线单元之间的中心线)和包装箱5的棱角折叠线， 完成射频IC芯片4和其他电子芯片的封装后，对包装箱5进行折叠成90度角时，自然完成天线的折叠，形成超高频折叠电子标签。其中，尽管天线是对称的，但由于辐射天线单元2 中心需要放置射频IC芯片4，所以，天线不是完全对称折叠的，折叠线略偏于一边，略超过芯片连接端子1。带引向器天线单元3的折叠天线在包装箱5的棱角处形成90°夹角，在沿着包装箱5棱角的引向器方向可以有效提高辐射增益，增加辐射的方向性。根据电磁学原理，略短于半波长的引向器对感应信号呈“容性”，电流超前电压90度；而引向器感应的向辐射天线单元2辐射的电磁波又滞后于直接到达辐射天线单元2的信号90度，两者相互抵消，结果相位相同，使得信号迭加，辐射强度更加高。而且，将偶极天线折叠，使得电磁波能够更好的向外辐射。经过测试仿真，与普通偶极天线相比，本实用新型的折叠天线能在棱角方向(即图2的箭头方向、图3的-180度方向)，可以将辐射增益从1. 96dB提高至4. 15dB，其提高的效果非常明显。如图3所示，为本实用新型折叠天线的E平面增益仿真结果。普通的偶极天线有对称的上下两个主瓣，辐射比较分散，其最强方向的辐射增益也较小，经过仿真，结果为 1.96dB。由于辐射的总能量是一定的，将普通偶极天线的上主瓣的能量通过引向器集中到下主瓣，就可以提高天线的定向辐射性能。经过仿真，如图3所示，本实用新型可以显著增大辐射的下主瓣，将最大辐射增益提高至4. 15dB，效果极为显著。另，本实用新型的电子标签天线和包装箱5的生产可一次成型，在棱角引向器方向(图2中箭头所示方向、图3中-180度方向)提供了更高的辐射增益，增大了电子标签天线的阅读距离，提高了电子标签天线的阅读稳定性。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应该提出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的改进和润饰， 这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种可增强定向辐射性能的超高频折叠电子标签天线，其特征在于包括射频IC 芯片(4)、辐射天线单元(2)以及引向器天线单元(3)，所述辐射天线单元(2)与引向器天线单元(3)呈平行分布并相隔一定距离，所述辐射天线单元(2)包括第一天线单元和第二天线单元，所述射频IC芯片(4)连接于第一天线单元和第二天线单元之间，所述第一天线单元与第二天线单元以射频IC芯片(4)为中心呈对称分布。
2.根据权利要求1所述的可增强定向辐射性能的超高频折叠电子标签天线，其特征在于所述第一天线单元和第二天线单元分别位于相互呈90°夹角的两个平面内，所述引向器天线单元(3)沿第一天线单元与第二天线单元之间的中心线折叠成两部分且两部分分别位于相互呈90°夹角的两个平面内。
3.根据权利要求1或2所述的可增强定向辐射性能的超高频折叠电子标签天线，其特征在于所述第一天线单元和第二天线单元上均设有用来连接射频IC芯片(4)的芯片连接端子(1)。
专利摘要本实用新型公开了一种可增强定向辐射性能的超高频折叠电子标签天线，包括射频IC芯片、辐射天线单元以及引向器天线单元，辐射天线单元与引向器天线单元呈平行分布并相隔一定距离，辐射天线单元包括第一天线单元和第二天线单元，射频IC芯片连接于第一天线单元和第二天线单元之间，第一天线单元与第二天线单元以射频IC芯片为中心呈对称分布。本实用新型具有结构简单紧凑、成本低廉、制作简便等优点，可贴合于包装箱的棱角设计，使得在包装箱某棱角方向能提供了更高的辐射增益，增大了电子标签的阅读距离，提高了电子标签的阅读稳定性。
文档编号H01Q21/00GK202042591SQ20112011770
公开日2011年11月16日 申请日期2011年4月20日 优先权日2011年4月20日
发明者乌耀益, 蒋江 申请人:蒋江