一种用于rfid的平面u形天线的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于RFID的平面U形天线，包括介质基板（1），印刷于介质基板（1）上表面的U形天线臂（2）和馈电环路（3），以及位于介质基板（1）下表面的金属反射板（7）。所述U形天线臂（2）与所述馈电环路（3）连接。所述馈电环路（3）为矩形，馈电环路上边（4）的中心蚀刻有一个矩形槽孔（5），馈电环路（3）中心具有匹配枝节（6）。本发明可以实现与RFID芯片阻抗共轭的复数输入阻抗，馈电位置位于U形天线臂内部，节约了电路面积，便于实现RFID系统的小型化，同时本发明使用了金属反射板提高了增益，适合安装在金属表面，可广泛应用于UHF频段的RFID系统。
【专利说明】—种用于RF ID的平面U形天线
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种RFID天线，具体涉及一种用于RFID的平面U形天线。
【背景技术】
[0002]射频识别技术(RFID)是一种非接触的自动识别技术，其基本原理是利用射频识别信号和空间耦合(电磁耦合或电磁传播)传输特性，实现对被识别物体的自动识别。RFID可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便，被看作是一种突破性技术。第一，可以识别单个的非常具体的物体；第二，其采用无线电射频，可以穿透外部材料读取数据；第三，可以同时对多个物体进行识读。此外，储存的信息量也非常大。
[0003]RFID以无线信道作为传输媒体，通过阅读附着于物体之上的射频识别标签内的信息，来完成物体的识别。与目前的条码技术相比，RFID有许多优点，如无需接触、识别迅速、方法灵活、适应场合广、准确率高、智能化程度高等。因此，RFID技术将会发挥越来越显著的作用，成为条形码技术的终结者。基于无线通信技术和计算机网络技术，RFID可以提供远程非接触、实时方便的目标动态信息收集，处理与查询，因此，RFID技术受到了各方的极大关注。
[0004]RFID天线的设计是RFID技术研究中的关键问题之一。传统RFID天线设计中，针对输入阻抗为复数的RFID芯片，往往需要附加匹配电路将芯片的输入阻抗转换至标准阻抗50欧姆，这增加了天线设计的复杂性，同时，传统RFID天线增益通常较低，影响了 RFID工作的距离。因此，设计具有复数输入阻抗的RFID天线，提高天线增益，简化结构，实现小型化对RFID应用的发展意义重大。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种用于RFID的平面U形天线，其针对具有复数输入阻抗的RFID芯片设计，可根据设计要求调整输入阻抗以满足不同的RFID芯片的要求；同时，要求具有较高的增益，以便提高识别距离；此外，也要便于在金属物体表面安装。
[0006]为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下:
一种用于RFID的平面U形天线，包括介质基板，印刷于介质基板上表面的U形天线臂和馈电环路，以及位于介质基板下表面的金属反射板。所述U形天线臂与所述馈电环路连接。所述馈电环路为矩形，馈电环路上边的中心蚀刻有一个矩形槽孔。
[0007]进一步，本发明的一种用于RFID的平面U形天线，所述馈电环路的中心具有匹配枝节，匹配枝节的位置可以调整天线的输入阻抗。
[0008]进一步，本发明的一种用于RFID的平面U形天线，所述匹配枝节可以包括I根或者多根枝节。
[0009]进一步，本发明的一种用于RFID的平面U形天线，所述馈电环路位于所述U形天线臂的内部。
[0010]进一步，本发明的一种用于RFID的平面U形天线，所述金属反射板用于提高天线的增益，同时便于天线安装在金属表面。
[0011]进一步，本发明的一种用于RFID的平面U形天线，天线的输入阻抗为复数。
[0012]本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果:
(I)本发明基于简单的U形天线结构，给出了一种实现天线复数输入阻抗的设计，结构简单，灵活方便。
[0013](2)本发明通过在馈电环路中增加匹配枝节，通过匹配枝节的位置可以改变天线的输入阻抗，从而满足不同RFID芯片阻抗匹配的要求。
[0014](3)本发明的馈电环路位于U形天线臂的内部，减小了电路面积，便于系统的小型化。
[0015](4)本发明通过使用金属反射板，提高了天线增益，也便于将天线安装在金属物体表面。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本发明用于RFID的平面U形天线的正面示意图。
[0017]图2为本发明用于RFID的平面U形天线的反面示意图。
[0018]图3为本发明天线的匹配枝节位置变化对输入阻抗实部的影响示意图。
[0019]图4为本发明天线的匹配枝节位置变化对输入阻抗虚部的影响示意图。
[0020]图5为本发明天线的输入阻抗参数图。
[0021]图6为本发明天线的方向图。
[0022]图中标号说明:1介质基板、2 U形天线臂、3馈电环路、4馈电环路上边、5矩形槽孔、6匹配枝节、7金属反射板。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图和实施例对本发明进行进一步的说明。
[0024]图1为本发明用于RFID的平面U形天线的正面示意图，图2为本发明用于RFID的平面U形天线的反面示意图。本实施例以设计工作频率为900MHz，输入阻抗为30+j*320欧姆的天线为例进行说明。本实施例为一种用于RFID的平面U形天线，包括介质基板1，印刷于介质基板I上表面的U形天线臂2和馈电环路3，以及位于介质基板I下表面的金属反射板7。所述U形天线臂2与所述馈电环路3连接。所述馈电环路3为矩形，馈电环路上边4的中心蚀刻有一个矩形槽孔5。
[0025]该实施例中，所述馈电环路3的中心具有匹配枝节6，匹配枝节6的位置可以调整天线的输入阻抗。匹配枝节6的位置可以根据天线输入阻抗的设计目标来确定。不同位置的匹配枝节6会产生不同的输入阻抗的虚部，可以产生与RFID芯片阻抗共轭的复数阻抗，从而实现理想的共轭匹配，减小天线输入端的反射。
[0026]参看图3和图4所示的天线中匹配枝节位置变化对天线输入阻抗实部和虚部的影响，图中H表示匹配枝节6相对于U形天线臂2的高度。当高度H从17_开始逐渐减小时，天线输入阻抗的虚部有较为明显的增加，而输入阻抗的实部变化较小。结果表明，改变高度H，即调整匹配枝节的位置，可以控制天线输入阻抗的虚部。
[0027]本实施例中所述馈电环路上边4中心的矩形槽孔5用于与RFID芯片SL900A连接。图5所示为本实施例的输入阻抗参数图，其中，采用了介电常数为4.5，厚度为6mm的罗杰斯TMM4板材。从图中可以看出，本实施例在900MHz时的输入阻抗为复数，输入阻抗的值为30+j*320欧姆，与RFID芯片SL900A的输入阻抗互为共轭，达到了良好的匹配。
[0028]图6所示为本实施例天线在900MHz的方向图，从图中可以看出，天线的最大增益为4dBi，而一般的振子结构的天线最大增益约为2dBi，本实施例通过使用金属反射板提高了 2dB增益。
[0029]此外，本实施例中所述馈电环路3位于所述U形天线臂2的内部。馈电环路3并未增加天线的面积，从而节约了电路板面积，有利于系统的小型化。同时，由于天线的底部为金属反射板，在尽量不影响天线的性能的情况下，可以将天线安装在金属物体表面，因此，便于用于仓储物流领域中金属货柜或集装箱等应用场合。
【权利要求】
1.一种用于RFID的平面U形天线，包括介质基板(1)，印刷于介质基板(I)上表面的U形天线臂(2)和馈电环路(3)，以及位于介质基板(I)下表面的金属反射板(7);其特征在于:所述U形天线臂(2 )与所述馈电环路(3 )连接；所述馈电环路(3 )为矩形，馈电环路上边(4)的中心蚀刻有一个矩形槽孔(5)。
2.一种如权利要求1所述的用于RFID的平面U形天线，其特征在于:所述馈电环路(3)的中心具有匹配枝节(6 )，匹配枝节(6 )的位置可以调整天线的输入阻抗。
3.—种如权利要求1所述的用于RFID的平面U形天线，其特征在于:所述匹配枝节(6)可以包括I根或者多根枝节。
4.一种如权利要求1所述的用于RFID的平面U形天线，其特征在于:所述馈电环路(3)位于所述U形天线臂(2)的内部。
5.一种如权利要求1所述的用于RFID的平面U形天线，其特征在于:所述金属反射板(7)用于提高天线的增益，同时便于天线安装在金属表面。
6.一种如权利要求1所述的用于RFID的平面U形天线，其特征在于:天线的输入阻抗为复数。
【文档编号】H01Q1/50GK104466395SQ201410798630
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月19日 优先权日:2014年12月19日
【发明者】夏景, 杨利霞, 鲍煦 申请人:夏景