一种双频点测温RFID标签天线

一种双频点测温rfid标签天线
技术领域
1.本发明涉及一种rfid标签天线，尤其是涉及一种双频点测温rfid标签天线。


背景技术：

2.射频识别(rfid，radio frequency identification)技术是一种使用射频技术的非接触式自动识别技术，其具有成本低、可识别距离远、可多目标识别及环境适应性好等优点，在物流、交通、供应链管理、自动生产、温度传感器多个产业和领域当中得到了广泛应用。
3.射频识别系统主要由阅读器、rfid电子标签和数据管理系统三部分组成，rfid电子标签是射频识别系统中一个非常重要的部件，它负责信号的接收和发射。rfid标签天线是rfid电子标签的应答器天线，是一种通信感应天线，一般与rfid芯片组成完成的rfid电子标签。rfid系统根据工作频率的不同可以分为低频(125-134.2khz)、高频(13.56mhz)、超高频(840-960mhz)和微波(2.45-5.8ghz)rfid系统。而不同国家允许rfid系统使用的频段范围是不同的，例如美国、加拿大等使用的是902-928mhz，欧洲使用868-870mhz的频段，而我国使用的频段则是840-845mhz和920-925mhz这两个频段范围。
4.将rfid技术与温度传感器结合不仅可以实现目标识别，还能够实现温度数据的采集，进而对温度进行实时观测。随着射频识别技术和传感器技术的发展，目前温度传感器结合rfid标签天线实现测温rfid标签天线主要有两种研究方向，第一种是温度传感材料集成到rfid标签天线的内部结构中实现测温rfid标签天线，其中，温度传感材料一般是集成到天线结构或者介质基板中，然后再配备一个外部传感器部件，但这种测温rfid标签天线尺寸大且成本高；第二种是rfid标签天线集成ic电路实现测温rfid标签天线，这种测温rfid标签天线的尺寸和成本相对于第一种有所下降，也是目前的热门研究方向之一。
5.现有的rfid标签天线集成ic电路的测温rfid标签天线研究中，目前大部分测温rfid标签天线是针对某一频率范围设计的，其频段较为单一，无法独立满足两个频段以上的工作。当测温rfid标签天线工作环境需要覆盖多个频段范围时，需要多个不同频率的测温rfid标签天线组合进行工作，不但整体尺寸较大，成本较高，另外各个测温rfid标签天线之间会产生一定程度上的相互干扰，容易出现标签不能被识别，温度检测不准确现象。


技术实现要素：

6.本发明所要解决的技术问题是提供一种双频点测温rfid标签天线，该双频点测温rfid标签天线能够独立用于需要覆盖两个频段的工作环境，整体尺寸较低，成本较低，且不会出现干扰现象，标签识别准确率和温度检测准确率均较高。
7.本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种双频点测温rfid标签天线，包括天线主体结构、射频标签芯片和用于测量温度的测温电路，所述的射频标签芯片分别与所述的测温电路和所述的天线主体结构连接,所述的射频标签芯片处预先存储有物品的标识信息，当所述的天线主体结构接收到rfid阅读器所发送的射频信号时，所述的天线主
体结构将该射频信号传输到所述的射频标签芯片处，所述的射频标签芯片将该射频信号的射频能量转换为电源为所述的测温电路供电，所述的测温电路开始进行测温工作，并将测量得到到温度数据传输给所述的射频标签芯片，所述的射频标签芯片将其内存储的物品的标识信息和收到的温度数据发射出去，rfid阅读器接收到所述的射频标签芯片发射的物品的标识信息和温度数据后，对物品的标识信息和温度数据进行解码，然后送至计算机进行后续识别处理，从而实现物品识别和温度检测，所述的天线主体结构包括辐射结构、馈电结构、焊盘结构、连接结构、介质基板、第一层fr4板和第二层fr4板，所述的介质基板为长方体结构，且所述的介质基板的4个角均切半径为2mm的圆角，所述的介质基板的长度*宽度*厚度尺寸为25mm*25mm*3mm，所述的介质基板采用介电常数为39、损耗为0.0001的陶瓷实现，所述的第一层fr4板的长度*宽度*厚度尺寸为25mm*25mm*1mm，所述的第二层fr4板的长度*宽度*厚度尺寸为25mm*25mm*1mm，所述的第一层fr4板和所述的第二层fr4板均采用介电常数为4.4、损耗为0.02的fr4板实现，所述的测温电路嵌设在所述的第二层fr4板处，所述的介质基板、所述的第一层fr4板、所述的第二层fr4板按照从上往下顺序层叠在一起，且所述的介质基板、所述的第一层fr4板和所述的第二层fr4板的中心位于同一直线上，将该直线称为中心轴线，所述的介质基板、所述的第一层fr4板和所述的第二层fr4板的厚度方向均沿上下方向，长度方向均沿左右方向，宽度方向均沿前后方向，所述的第一层fr4板的中心处开设有长度*宽度*厚度尺寸为20mm*20mm*1mm的长方体槽，所述的长方体槽的中心位于所述的中心轴线上，所述的长方体槽的厚度方向沿上下方向，长度方向沿左右方向，宽度方向沿前后方向；所述的辐射结构包括第一矩形金属块、第二矩形金属块、第三矩形金属块、第四矩形金属块、第五矩形金属块、第六矩形金属块、第七矩形金属块、第八矩形金属块、第九矩形金属块、第十矩形金属块和第十一矩形金属块，所述的第一矩形金属块、所述的第二矩形金属块、所述的第三矩形金属块和所述的第四矩形金属块附着在所述的介质基板的上表面，所述的第一矩形金属块的长度方向沿左右方向，宽度反向沿前后方向，所述的第一矩形金属块的中心位于所述的中心轴线上，所述的第一矩形金属块的长度为24mm，宽度为22.5mm，所述的第一矩形金属块上开设有第一矩形槽、第二矩形槽、第三矩形槽、第四矩形槽、第五矩形槽、第六矩形槽、第七矩形槽、第八矩形槽、第九矩形槽、第十矩形槽、第十一矩形槽、第十二矩形槽、第十三矩形槽、第十四矩形槽、第十五矩形槽、第十六矩形槽和第十七矩形槽，所述的介质基板的上表面在所述的第一矩形槽、所述的第二矩形槽、所述的第三矩形槽、所述的第四矩形槽、所述的第五矩形槽、所述的第六矩形槽、所述的第七矩形槽、所述的第八矩形槽、所述的第九矩形槽、所述的第十矩形槽、所述的第十一矩形槽、所述的第十二矩形槽、所述的第十三矩形槽、所述的第十四矩形槽、所述的第十五矩形槽、所述的第十六矩形槽和所述的第十七矩形槽处暴露出来，所述的第一矩形槽的右端面与所述的第一矩形金属块的右端面齐平，所述的第一矩形槽的后端面与所述的第一矩形金属块的后端面齐平，所述的第一矩形槽沿左右方向的长度为2mm，沿前后方向的宽度为2.5mm，所述的第二矩形槽位于所述的第一矩形槽的前侧，所述的第二矩形槽的右端面与所述的第一矩形金属块的右端面齐平，所述的第二矩形槽的后端面与所述的第一矩形槽的前端面连接且两者贴合，所述的第二矩形槽沿左右方向的长度为3.5mm，沿前后方向的宽度为1.5mm，所述的第三矩形槽的右端面与所述的第一矩形金属块的右端面齐平，所述的第三矩形槽的前端面与所述的第一矩形金属块的前端面齐平，所述的第三矩形槽沿左右方向的长度为1.5mm，沿前后
方向的宽度为3.8mm，所述的第四矩形槽位于所述的第三矩形槽的后侧，所述的第四矩形槽的右端面与所述的第一矩形金属块的右端面齐平，所述的第四矩形槽的前端面与所述的第三矩形槽的后端面连接且两者贴合，所述的第四矩形槽沿左右方向的长度为4.5mm，沿前后方向的宽度为1.2mm，所述的第五矩形槽的前端面与所述的第一矩形金属块的前端面齐平，所述的第五矩形槽沿左右方向的长度为4.8mm，沿前后方向的宽度为2mm，所述的第五矩形槽的右端面与所述的第三矩形槽的左端面之间的距离为7mm，所述的第六矩形槽位于所述的第五矩形槽的左侧，所述的第六矩形槽的前端面与所述的第一矩形金属块的前端面齐平，所述的第六矩形槽的右端面与所述的第五矩形槽的左端面连接且两者贴合，所述的第六矩形槽沿左右方向的长度为1.2mm，沿前后方向的宽度为3.5mm，所述的第七矩形槽的前端面与所述的第一矩形金属块的前端面齐平，所述的第七矩形槽的左端面与所述的第一矩形金属块的左端面齐平，所述的第七矩形槽沿左右方向的长度为2mm，沿前后方向的宽度为2.5mm，所述的第七矩形槽的右端面与所述的第六矩形槽的左端面之间的距离为7.5mm，所述的第八矩形槽位于所述的第七矩形槽的后侧，所述的第八矩形槽的左端面与所述的第一矩形金属块的左端面齐平，所述的第八矩形槽的前端面与所述的第七矩形槽的后端面连接且两者贴合，所述的第八矩形槽沿左右方向的长度为4.2mm，沿前后方向的宽度为1.5mm，所述的第九矩形槽位于所述的第八矩形槽的后侧，所述的第九矩形槽的左端面与所述的第一矩形金属块的左端面齐平，所述的第九矩形槽沿左右方向的长度为1mm，沿前后方向的宽度为2mm，所述的第九矩形槽的前端面与所述的第八矩形槽的后端面之间的距离为9.5mm，所述的第十矩形槽位于所述的第九矩形槽的后侧，所述的第十矩形槽的左端面与所述的第一矩形金属块的左端面齐平，所述的第十矩形槽的前端面与所述的第九矩形槽的后端面连接且两者贴合，所述的第十矩形槽沿左右方向的长度为7mm，沿前后方向的宽度为1mm，所述的第十一矩形槽位于所述的第十矩形槽的后侧，所述的第十一矩形槽的左端面与所述的第一矩形金属块的左端面齐平，所述的第十一矩形槽沿左右方向的长度为8.5mm，沿前后方向的宽度为2mm，所述的第十一矩形槽的前端面与所述的第十矩形槽的后端面之间的距离为2mm，所述的第十二矩形槽位于所述的第十一矩形槽的后侧，所述的第十二矩形槽的右端面与所述的第十一矩形槽的右端面齐平，所述的第十二矩形槽的后端面与所述的第一矩形金属块的后端面齐平，所述的第十二矩形槽沿左右方向的长度为1mm，沿前后方向的宽度为2mm，所述的第十三矩形槽位于所述的第十二矩形槽的右侧，所述的第十三矩形槽的后端面与所述的第一矩形金属块的后端面齐平，所述的第十三矩形槽沿左右方向的长度为5mm，沿前后方向的宽度为2mm，所述的第十三矩形槽的左端面与所述的第十二矩形槽的右端面之间的距离为1mm，所述的第十四矩形槽位于所述的第十三矩形槽的右侧，所述的第十四矩形槽的后端面与所述的第一矩形金属块的后端面齐平，所述的第十四矩形槽的左端面与所述的第十三矩形槽的右端面连接且两者贴合，所述的第十四矩形槽沿左右方向的长度为1mm，沿前后方向的宽度为3mm，所述的第十五矩形槽位于所述的第十三矩形槽的前侧，所述的第十五矩形槽沿左右方向的长度为1mm，沿前后方向的宽度为13.2mm，所述的第十五矩形槽的左端面与所述的第一矩形金属块的左端面之间的距离为10mm，所述的第十五矩形槽的后端面与所述的第十三矩形槽的前端面之间的距离为3.05mm，所述的第十六矩形槽位于所述的第十五矩形槽的右侧，所述的第十六矩形槽的前端面与所述的第十五矩形槽的前端面齐平，所述的第十六矩形槽的左端面与所述的第十五矩形槽的右端面连接且两者贴合，所述
的第十六矩形槽沿左右方向的长度为2mm，沿前后方向的宽度为1mm，所述的第十七矩形槽位于所述的第十六矩形槽的右侧，所述的第十七矩形槽的前端面与所述的第十六矩形槽的前端面齐平，所述的第十七矩形槽的左端面与所述的第十六矩形槽的右端面连接且两者贴合，所述的第十七矩形槽沿左右方向的长度为1mm，沿前后方向的宽度为13.2mm，所述的第二矩形金属块位于所述的第一矩形金属块的左侧，所述的第二矩形金属块的左端面与所述的介质基板的左端面齐平，所述的第二矩形金属块的后端面与所述的第一矩形金属块的后端面齐平，所述的第二矩形金属块的右端面与所述的第一矩形金属块的左端面连接且两者贴合，所述的第二矩形金属块沿前后方向的宽度为2mm，所述的第三矩形金属块和所述的第四矩形金属块位于所述的第一矩形金属块的后侧，所述的第三矩形金属块位于所述的第四矩形金属块的左侧，所述的第三矩形金属块的前端面与所述的第一矩形金属块的后端面连接且两者贴合，所述的第三矩形金属块的后端面与所述的介质基板的后端面齐平，所述的第三矩形金属块沿左右方向的长度为1mm，所述的第三矩形金属块的右端面与所述的第十二矩形槽的左端面齐平，所述的第四矩形金属块的前端面与所述的第一矩形金属块的后端面连接且两者贴合，所述的第四矩形金属块的后端面与所述的介质基板的后端面齐平，所述的第四矩形金属块沿左右方向的长度为1mm，所述的第四矩形金属块的左端面与所述的第十二矩形槽的右端面齐平；所述的第五矩形金属块、所述的第六矩形金属块、所述的第七矩形金属块和所述的第八矩形金属块均附着在所述的介质基板的下表面上，所述的第五矩形金属块的长度方向沿左右方向，宽度反向沿前后方向，所述的第五矩形金属块的中心位于所述的中心轴线上，所述的第五矩形金属块的长度为24mm，宽度为23mm，所述的第五矩形金属块上开设有第十八矩形槽，所述的第十八矩形槽的后端面与所述的第五矩形金属块的后端面齐平，所述的第十八矩形槽沿左右方向的长度为5mm，沿前后方向的宽度为2mm，所述的第十八矩形槽的左端面到所述的第五矩形金属块的左端面的距离为5.5mm，所述的第六矩形金属块和所述的第七矩形金属块的前部位于所述的第十八矩形槽内，所述的第六矩形金属块位于所述的第七矩形金属块的左侧，所述的第六矩形金属块的后端面与所述的介质基板的后端面齐平，所述的第六矩形金属块沿左右方向的长度为1mm，沿前后方向的宽度为2.5mm，所述的第六矩形金属块的左端面到所述的第十八矩形槽的左端面的距离为1mm，所述的第七矩形金属块的后端面与所述的介质基板的后端面齐平，所述的第七矩形金属块沿左右方向的长度为1mm，沿前后方向的宽度为2.5mm，所述的第七矩形金属块的左端面到所述的第六矩形金属块的右端面的距离为1mm，所述的第八矩形金属块位于所述的第五矩形金属块的左侧，所述的第八矩形金属块的右端面与所述的第五矩形金属块的左端面连接且贴合，所述的第八矩形金属块的左端面与所述的介质基板的左端面齐平，所述的第八矩形金属块的后端面与所述的第五矩形金属块的后端面所在平面之间的距离为1mm，所述的第八矩形金属块沿前后方向的宽度为1.5mm，所述的第九矩形金属块和所述的第十矩形金属块均附着在所述的介质基板的后端面上，所述的第九矩形金属块位于所述的第十矩形金属块的左侧，所述的第九矩形金属块的上端面与所述的第三矩形金属块的后端面连接且两者贴合，所述的第九矩形金属块的下端面与所述的第六矩形金属块的后端面连接且两者贴合，所述的第九矩形金属块沿左右方向的宽度为1mm，所述的第十矩形金属块的上端面与所述的第四矩形金属块的后端面连接且两者贴合，所述的第十矩形金属块的下端面与所述的第七矩形金属块的后端面连接且两者贴合，所述的第十矩形金属块沿左右方向的宽度为
1mm，所述的第三矩形金属块的左端面、所述的第九矩形金属块的左端面和所述的第六矩形金属块的左端面位于同一平面，所述的第三矩形金属块的右端面、所述的第九矩形金属块的右端面和所述的第六矩形金属块的右端面位于同一平面，所述的第四矩形金属块的左端面、所述的第十矩形金属块的左端面和所述的第七矩形金属块的左端面位于同一平面，所述的第四矩形金属块的右端面、所述的第十矩形金属块的右端面和所述的第七矩形金属块的右端面位于同一平面，所述的第十一矩形金属块附着在所述的介质基板的左端面上，所述的第十一矩形金属块的上端面与所述的第二矩形金属块的左端面连接且两者贴合，所述的第十一矩形金属块的下端面与所述的第八矩形金属块的左端面连接且两者贴合，所述的第十一矩形金属块沿前后方向的宽度为1.5mm，所述的第十一矩形金属块的前端面、所述的第二矩形金属块的前端面和所述的第八矩形金属块的前端面位于同一平面，所述的第十一矩形金属块的后端面、所述的第二矩形金属块的后端面和所述的第八矩形金属块的后端面位于同一平面；所述的馈电结构包括第十二矩形金属块，所述的焊盘结构包括第十三矩形金属块和第十四矩形金属块，所述的连接结构包括第一金属铝柱和第二金属铝柱，所述的第十二矩形金属块、所述的第十三矩形金属块和所述的第十四矩形金属块均附着在所述的第二fr4板的上表面，所述的第十二矩形金属块的左端面到所述的第二层fr4板的左端面所在平面的距离为8mm，所述的第十二矩形金属块的后端面到所述的第二层fr4板的后端面所在平面的距离为3mm，所述的第十二矩形金属块沿左右方向的长度为1mm，沿前后方向的宽度为0.5mm，所述的第十三矩形金属块位于所述的第十二矩形金属块的左侧，所述的第十三矩形金属块的前端面与所述的第十二矩形金属块的前端面对齐，所述的第十三矩形金属块的右端面与所述的第十二矩形金属块的左端面连接且两者贴合，所述的第十三矩形金属块沿左右方向的长度为1mm，沿前后方向的宽度为2mm，所述的第十四矩形金属块位于所述的第十二矩形金属块的右侧，所述的第十四矩形金属块的前端面所述的第十二矩形金属块的前端面对齐，所述的第十四矩形金属块的左端面与所述的第十二矩形金属块的右端面连接且两者贴合，所述的第十四矩形金属块沿左右方向的长度为1mm，沿前后方向的宽度为2mm，所述的第一金属铝柱和所述的第二金属铝柱从上到下贯穿所述的第一层fr4板，所述的第一金属铝柱和所述的第二金属铝柱均位于所述的长方体槽的后侧，所述的第一金属铝柱的上端面与所述的第六矩形金属块完全接触并贴合，所述的第一金属铝柱的下端面与所述的第十三矩形金属块完全接触并贴合，所述的第二金属铝柱的上端面与所述的第七矩形金属块完全接触并贴合，所述的第二金属铝柱的下端面与所述的第十四矩形金属块完全接触并贴合；所述的射频标签芯片设置在所述的第十二矩形金属块上，所述的射频标签芯片分别与所述的第十三矩形金属块和所述的第十四矩形金属块连接。
8.所述的测温电路包括型号为msp430fr2433irget的单片机和型号为tmp112的数字温度传感器，所述的单片机的p1.2引脚和所述的数字温度传感器的sda引脚相连接，所述的单片机的p1.3引脚和所述的数字温度传感器的scl引脚相连接，所述的单片机的p2.2引脚和所述的数字温度传感器的alert引脚相连接，所述的射频标签芯片采用华晟标纬公司生产的超高频rfid标签芯片rocky100，所述的射频标签芯片的rf+引脚焊接在所述的第十三矩形金属块上，所述的射频标签芯片的rf-引脚焊接在所述的第十四矩形金属块上，所述的射频标签芯片的miso引脚与所述的单片机的p2.5引脚相连接，所述的射频标签芯片的mosi引脚与所述的单片机的p2.6引脚相连接，所述的射频标签芯片的sck引脚与所述的单片机
的p2.4引脚相连接，所述的射频标签芯片的cs引脚与所述的单片机的p2.3引脚相连接，当进行温度检测时，所述的射频标签芯片为所述的测温电路供电，所述的数字温度传感器感受环境温度信号，并将感受到的温度信号从模拟电压形式转换为数字形式后输出给所述的单片机，所述的单片机将接收到的数字形式的温度信号按照其内预设的编号规则转换为rfid阅读器能够识别的信号后发送给所述的射频标签芯片。
9.与现有技术相比，本发明的优点在于通过天线主体结构、射频标签芯片和用于测量温度的测温电路构成双频点测温rfid标签天线，天线主体结构包括辐射结构、馈电结构、焊盘结构、连接结构、介质基板、第一层fr4板和第二层fr4板，介质基板、第一层fr4板、第二层fr4板按照从上往下顺序层叠在一起，减小了标签天线的整体尺寸，测温电路嵌设在第二层fr4板处，在第一层fr4板中心开设长方槽，方便了测温电路各元件的放置，天线辐射结构包括第一矩形金属块、第二矩形金属块、第三矩形金属块、第四矩形金属块、第五矩形金属块、第六矩形金属块、第七矩形金属块、第八矩形金属块、第九矩形金属块、第十矩形金属块和第十一矩形金属块，其中第一矩形金属块上开第十一矩形槽、第十二矩形槽，第五金属块开第十八矩形槽，产生了标签天线的第一个谐振频点，在第一金属块中间开第十五矩形槽、第十六矩形槽和第十七矩形槽，在第一金属块四边开第一矩形槽、第二矩形槽、第三矩形槽、第四矩形槽、第五矩形槽、第六矩形槽、第七矩形槽、第八矩形槽、第九矩形槽、第十矩形槽、第十三矩形槽和第十四矩形槽，使得标签天线产生了第二个谐振频点，这两个谐振频点的回波损耗值均在-10db以下，并且标签天线的阻抗值和标签芯片的阻抗值实现了共轭匹配，仿真验证本发明的标签天线在回波损耗值小于-10db时，两个谐振频点的带宽均可以满足rfid标签天线的工作带宽，两个谐振频点能够独立工作，不相互干扰，并且用简单的矩形槽结构实现了标签天线的谐振和阻抗匹配，成本较低，便于后续加工，由此本发明能够独立用于需要覆盖两个频段的工作环境，整体尺寸较低，成本较低，且不会出现干扰现象，标签识别准确率和温度检测准确率均较高。
附图说明
10.图1为本发明的双频点测温rfid标签天线的分解图；
11.图2为本发明的双频点测温rfid标签天线的辐射结构和介质基板的俯视图；
12.图3为本发明的双频点测温rfid标签天线的辐射结构和介质基板的后视图；
13.图4为本发明的双频点测温rfid标签天线的辐射结构和介质基板的左视图；
14.图5为本发明的双频点测温rfid标签天线的辐射结构和介质基板的底视图；
15.图6为本发明的双频点测温rfid标签天线的辐射结构和第一层fr4板的结构示意图；
16.图7为本发明的双频点测温rfid标签天线的辐射结构和第二层fr4板的结构示意图；
17.图8为本发明的双频点测温rfid标签天线的仿真s11图；
18.图9为本发明的双频点测温rfid标签天线在842mhz、924mhz两个谐振点的阻抗匹配图；
19.图10为本发明的双频点测温rfid标签天线在842mhz谐振点下的二维增益方向图；
20.图11为本发明的双频点测温rfid标签天线在924mhz谐振点下的二维增益方向图。
具体实施方式
21.以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
22.实施例：如图1-图7所示，一种双频点测温rfid标签天线，包括天线主体结构、射频标签芯片和用于测量温度的测温电路，射频标签芯片分别与测温电路和天线主体结构连接,射频标签芯片处预先存储有物品的标识信息，当天线主体结构接收到rfid阅读器所发送的射频信号时，天线主体结构将该射频信号传输到射频标签芯片处，射频标签芯片将该射频信号的射频能量转换为电源为测温电路供电，测温电路开始进行测温工作，并将测量得到到温度数据传输给射频标签芯片，射频标签芯片将其内存储的物品的标识信息和收到的温度数据发射出去，rfid阅读器接收到射频标签芯片发射的物品的标识信息和温度数据后，对物品的标识信息和温度数据进行解码，然后送至计算机进行后续识别处理，从而实现物品识别和温度检测，天线主体结构包括辐射结构、馈电结构、焊盘结构、连接结构、介质基板1、第一层fr4板2和第二层fr4板3，介质基板1为长方体结构，且介质基板1的4个角均切半径为2mm的圆角，介质基板1的长度*宽度*厚度尺寸为25mm*25mm*3mm，介质基板1采用介电常数为39、损耗为0.0001的陶瓷实现，第一层fr4板2的长度*宽度*厚度尺寸为25mm*25mm*1mm，第二层fr4板3的长度*宽度*厚度尺寸为25mm*25mm*1mm，第一层fr4板2和第二层fr4板3均采用介电常数为4.4、损耗为0.02的fr4板实现，测温电路嵌设在第二层fr4板3处，介质基板1、第一层fr4板2、第二层fr4板3按照从上往下顺序层叠在一起，且介质基板1、第一层fr4板2和第二层fr4板3的中心位于同一直线上，将该直线称为中心轴线，介质基板1、第一层fr4板2和第二层fr4板3的厚度方向均沿上下方向，长度方向均沿左右方向，宽度方向均沿前后方向，第一层fr4板2的中心处开设有长度*宽度*厚度尺寸为20mm*20mm*1mm的长方体槽4，长方体槽4的中心位于中心轴线上，长方体槽4的厚度方向沿上下方向，长度方向沿左右方向，宽度方向沿前后方向；
23.辐射结构包括第一矩形金属块5、第二矩形金属块6、第三矩形金属块7、第四矩形金属块8、第五矩形金属块9、第六矩形金属块10、第七矩形金属块11、第八矩形金属块12、第九矩形金属块13、第十矩形金属块14和第十一矩形金属块15，第一矩形金属块5、第二矩形金属块6、第三矩形金属块7和第四矩形金属块8附着在介质基板1的上表面，第一矩形金属块5的长度方向沿左右方向，宽度反向沿前后方向，第一矩形金属块5的中心位于中心轴线上，第一矩形金属块5的长度为24mm，宽度为22.5mm，第一矩形金属块5上开设有第一矩形槽16、第二矩形槽17、第三矩形槽18、第四矩形槽19、第五矩形槽20、第六矩形槽21、第七矩形槽22、第八矩形槽23、第九矩形槽24、第十矩形槽25、第十一矩形槽26、第十二矩形槽27、第十三矩形槽28、第十四矩形槽29、第十五矩形槽30、第十六矩形槽31和第十七矩形槽32，介质基板1的上表面在第一矩形槽16、第二矩形槽17、第三矩形槽18、第四矩形槽19、第五矩形槽20、第六矩形槽21、第七矩形槽22、第八矩形槽23、第九矩形槽24、第十矩形槽25、第十一矩形槽26、第十二矩形槽27、第十三矩形槽28、第十四矩形槽29、第十五矩形槽30、第十六矩形槽31和第十七矩形槽32处暴露出来，第一矩形槽16的右端面与第一矩形金属块5的右端面齐平，第一矩形槽16的后端面与第一矩形金属块5的后端面齐平，第一矩形槽16沿左右方向的长度为2mm，沿前后方向的宽度为2.5mm，第二矩形槽17位于第一矩形槽16的前侧，第二矩形槽17的右端面与第一矩形金属块5的右端面齐平，第二矩形槽17的后端面与第一矩形槽16的前端面连接且两者贴合，第二矩形槽17沿左右方向的长度为3.5mm，沿前后方向的宽
度为1.5mm，第三矩形槽18的右端面与第一矩形金属块5的右端面齐平，第三矩形槽18的前端面与第一矩形金属块5的前端面齐平，第三矩形槽18沿左右方向的长度为1.5mm，沿前后方向的宽度为3.8mm，第四矩形槽19位于第三矩形槽18的后侧，第四矩形槽19的右端面与第一矩形金属块5的右端面齐平，第四矩形槽19的前端面与第三矩形槽18的后端面连接且两者贴合，第四矩形槽19沿左右方向的长度为4.5mm，沿前后方向的宽度为1.2mm，第五矩形槽20的前端面与第一矩形金属块5的前端面齐平，第五矩形槽20沿左右方向的长度为4.8mm，沿前后方向的宽度为2mm，第五矩形槽20的右端面与第三矩形槽18的左端面之间的距离为7mm，第六矩形槽21位于第五矩形槽20的左侧，第六矩形槽21的前端面与第一矩形金属块5的前端面齐平，第六矩形槽21的右端面与第五矩形槽20的左端面连接且两者贴合，第六矩形槽21沿左右方向的长度为1.2mm，沿前后方向的宽度为3.5mm，第七矩形槽22的前端面与第一矩形金属块5的前端面齐平，第七矩形槽22的左端面与第一矩形金属块5的左端面齐平，第七矩形槽22沿左右方向的长度为2mm，沿前后方向的宽度为2.5mm，第七矩形槽22的右端面与第六矩形槽21的左端面之间的距离为7.5mm，第八矩形槽23位于第七矩形槽22的后侧，第八矩形槽23的左端面与第一矩形金属块5的左端面齐平，第八矩形槽23的前端面与第七矩形槽22的后端面连接且两者贴合，第八矩形槽23沿左右方向的长度为4.2mm，沿前后方向的宽度为1.5mm，第九矩形槽24位于第八矩形槽23的后侧，第九矩形槽24的左端面与第一矩形金属块5的左端面齐平，第九矩形槽24沿左右方向的长度为1mm，沿前后方向的宽度为2mm，第九矩形槽24的前端面与第八矩形槽23的后端面之间的距离为9.5mm，第十矩形槽25位于第九矩形槽24的后侧，第十矩形槽25的左端面与第一矩形金属块5的左端面齐平，第十矩形槽25的前端面与第九矩形槽24的后端面连接且两者贴合，第十矩形槽25沿左右方向的长度为7mm，沿前后方向的宽度为1mm，第十一矩形槽26位于第十矩形槽25的后侧，第十一矩形槽26的左端面与第一矩形金属块5的左端面齐平，第十一矩形槽26沿左右方向的长度为8.5mm，沿前后方向的宽度为2mm，第十一矩形槽26的前端面与第十矩形槽25的后端面之间的距离为2mm，第十二矩形槽27位于第十一矩形槽26的后侧，第十二矩形槽27的右端面与第十一矩形槽26的右端面齐平，第十二矩形槽27的后端面与第一矩形金属块5的后端面齐平，第十二矩形槽27沿左右方向的长度为1mm，沿前后方向的宽度为2mm，第十三矩形槽28位于第十二矩形槽27的右侧，第十三矩形槽28的后端面与第一矩形金属块5的后端面齐平，第十三矩形槽28沿左右方向的长度为5mm，沿前后方向的宽度为2mm，第十三矩形槽28的左端面与第十二矩形槽27的右端面之间的距离为1mm，第十四矩形槽29位于第十三矩形槽28的右侧，第十四矩形槽29的后端面与第一矩形金属块5的后端面齐平，第十四矩形槽29的左端面与第十三矩形槽28的右端面连接且两者贴合，第十四矩形槽29沿左右方向的长度为1mm，沿前后方向的宽度为3mm，第十五矩形槽30位于第十三矩形槽28的前侧，第十五矩形槽30沿左右方向的长度为1mm，沿前后方向的宽度为13.2mm，第十五矩形槽30的左端面与第一矩形金属块5的左端面之间的距离为10mm，第十五矩形槽30的后端面与第十三矩形槽28的前端面之间的距离为3.05mm，第十六矩形槽31位于第十五矩形槽30的右侧，第十六矩形槽31的前端面与第十五矩形槽30的前端面齐平，第十六矩形槽31的左端面与第十五矩形槽30的右端面连接且两者贴合，第十六矩形槽31沿左右方向的长度为2mm，沿前后方向的宽度为1mm，第十七矩形槽32位于第十六矩形槽31的右侧，第十七矩形槽32的前端面与第十六矩形槽31的前端面齐平，第十七矩形槽32的左端面与第十六矩形槽31的右端面连接且两者贴合，第十
七矩形槽32沿左右方向的长度为1mm，沿前后方向的宽度为13.2mm，第二矩形金属块6位于第一矩形金属块5的左侧，第二矩形金属块6的左端面与介质基板1的左端面齐平，第二矩形金属块6的后端面与第一矩形金属块5的后端面齐平，第二矩形金属块6的右端面与第一矩形金属块5的左端面连接且两者贴合，第二矩形金属块6沿前后方向的宽度为2mm，第三矩形金属块7和第四矩形金属块8位于第一矩形金属块5的后侧，第三矩形金属块7位于第四矩形金属块8的左侧，第三矩形金属块7的前端面与第一矩形金属块5的后端面连接且两者贴合，第三矩形金属块7的后端面与介质基板1的后端面齐平，第三矩形金属块7沿左右方向的长度为1mm，第三矩形金属块7的右端面与第十二矩形槽27的左端面齐平，第四矩形金属块8的前端面与第一矩形金属块5的后端面连接且两者贴合，第四矩形金属块8的后端面与介质基板1的后端面齐平，第四矩形金属块8沿左右方向的长度为1mm，第四矩形金属块8的左端面与第十二矩形槽27的右端面齐平；第五矩形金属块9、第六矩形金属块10、第七矩形金属块11和第八矩形金属块12均附着在介质基板1的下表面上，第五矩形金属块9的长度方向沿左右方向，宽度反向沿前后方向，第五矩形金属块9的中心位于中心轴线上，第五矩形金属块9的长度为24mm，宽度为23mm，第五矩形金属块9上开设有第十八矩形槽33，第十八矩形槽33的后端面与第五矩形金属块9的后端面齐平，第十八矩形槽33沿左右方向的长度为5mm，沿前后方向的宽度为2mm，第十八矩形槽33的左端面到第五矩形金属块9的左端面的距离为5.5mm，第六矩形金属块10和第七矩形金属块11的前部位于第十八矩形槽33内，第六矩形金属块10位于第七矩形金属块11的左侧，第六矩形金属块10的后端面与介质基板1的后端面齐平，第六矩形金属块10沿左右方向的长度为1mm，沿前后方向的宽度为2.5mm，第六矩形金属块10的左端面到第十八矩形槽33的左端面的距离为1mm，第七矩形金属块11的后端面与介质基板1的后端面齐平，第七矩形金属块11沿左右方向的长度为1mm，沿前后方向的宽度为2.5mm，第七矩形金属块11的左端面到第六矩形金属块10的右端面的距离为1mm，第八矩形金属块12位于第五矩形金属块9的左侧，第八矩形金属块12的右端面与第五矩形金属块9的左端面连接且贴合，第八矩形金属块12的左端面与介质基板1的左端面齐平，第八矩形金属块12的后端面与第五矩形金属块9的后端面所在平面之间的距离为1mm，第八矩形金属块12沿前后方向的宽度为1.5mm，第九矩形金属块13和第十矩形金属块14均附着在介质基板1的后端面上，第九矩形金属块13位于第十矩形金属块14的左侧，第九矩形金属块13的上端面与第三矩形金属块7的后端面连接且两者贴合，第九矩形金属块13的下端面与第六矩形金属块10的后端面连接且两者贴合，第九矩形金属块13沿左右方向的宽度为1mm，第十矩形金属块14的上端面与第四矩形金属块8的后端面连接且两者贴合，第十矩形金属块14的下端面与第七矩形金属块11的后端面连接且两者贴合，第十矩形金属块14沿左右方向的宽度为1mm，第三矩形金属块7的左端面、第九矩形金属块13的左端面和第六矩形金属块10的左端面位于同一平面，第三矩形金属块7的右端面、第九矩形金属块13的右端面和第六矩形金属块10的右端面位于同一平面，第四矩形金属块8的左端面、第十矩形金属块14的左端面和第七矩形金属块11的左端面位于同一平面，第四矩形金属块8的右端面、第十矩形金属块14的右端面和第七矩形金属块11的右端面位于同一平面，第十一矩形金属块15附着在介质基板1的左端面上，第十一矩形金属块15的上端面与第二矩形金属块6的左端面连接且两者贴合，第十一矩形金属块15的下端面与第八矩形金属块12的左端面连接且两者贴合，第十一矩形金属块15沿前后方向的宽度为1.5mm，第十一矩形金属块15的前端面、第二矩形金属块
6的前端面和第八矩形金属块12的前端面位于同一平面，第十一矩形金属块15的后端面、第二矩形金属块6的后端面和第八矩形金属块12的后端面位于同一平面；
24.馈电结构包括第十二矩形金属块34，焊盘结构包括第十三矩形金属块35和第十四矩形金属块36，连接结构包括第一金属铝柱37和第二金属铝柱38，第十二矩形金属块34、第十三矩形金属块35和第十四矩形金属块36均附着在第二fr4板的上表面，第十二矩形金属块34的左端面到第二层fr4板3的左端面所在平面的距离为8mm，第十二矩形金属块34的后端面到第二层fr4板3的后端面所在平面的距离为3mm，第十二矩形金属块34沿左右方向的长度为1mm，沿前后方向的宽度为0.5mm，第十三矩形金属块35位于第十二矩形金属块34的左侧，第十三矩形金属块35的前端面与第十二矩形金属块34的前端面对齐，第十三矩形金属块35的右端面与第十二矩形金属块34的左端面连接且两者贴合，第十三矩形金属块35沿左右方向的长度为1mm，沿前后方向的宽度为2mm，第十四矩形金属块36位于第十二矩形金属块34的右侧，第十四矩形金属块36的前端面第十二矩形金属块34的前端面对齐，第十四矩形金属块36的左端面与第十二矩形金属块34的右端面连接且两者贴合，第十四矩形金属块36沿左右方向的长度为1mm，沿前后方向的宽度为2mm，第一金属铝柱37和第二金属铝柱38从上到下贯穿第一层fr4板2，第一金属铝柱37和第二金属铝柱38均位于长方体槽4的后侧，第一金属铝柱37的上端面与第六矩形金属块10完全接触并贴合，第一金属铝柱37的下端面与第十三矩形金属块35完全接触并贴合，第二金属铝柱38的上端面与第七矩形金属块11完全接触并贴合，第二金属铝柱38的下端面与第十四矩形金属块36完全接触并贴合；射频标签芯片设置在第十二矩形金属块34上，射频标签芯片分别与第十三矩形金属块35和第十四矩形金属块36连接。
25.本实施例中，测温电路包括型号为msp430fr2433irget的单片机和型号为tmp112的数字温度传感器，单片机的p1.2引脚和数字温度传感器的sda引脚相连接，单片机的p1.3引脚和数字温度传感器的scl引脚相连接，单片机的p2.2引脚和数字温度传感器的alert引脚相连接，射频标签芯片采用华晟标纬公司生产的超高频rfid标签芯片rocky100，射频标签芯片的rf+引脚焊接在第十三矩形金属块35上，射频标签芯片的rf-引脚焊接在第十四矩形金属块36上，射频标签芯片的miso引脚与单片机的p2.5引脚相连接，射频标签芯片的mosi引脚与单片机的p2.6引脚相连接，射频标签芯片的sck引脚与单片机的p2.4引脚相连接，射频标签芯片的cs引脚与单片机的p2.3引脚相连接，当进行温度检测时，射频标签芯片为测温电路供电，数字温度传感器感受环境温度信号，并将感受到的温度信号从模拟电压形式转换为数字形式后输出给单片机，单片机将接收到的数字形式的温度信号按照其内预设的编号规则转换为rfid阅读器能够识别的信号后发送给射频标签芯片。
26.本实施例中，当rfid阅读器发送射频信号时，辐射结构通过电磁感应接收该射频信号，该射频信号通过连接结构和焊盘结构传输到射频标签芯片处。
27.本发明的双频点测温rfid标签天线的仿真s11图如图8所示；分析图8可知，本发明的双频点测温rfid标签天线的两个中心工作频点分别为842mhz和924mhz，仿真得到的标签天线的回波损耗s
11
在842mhz达到-15db，在924mhz达到-18db，由于在天线性能参数中，回波损耗s11的值越小，表明天线发射的电磁波被反射回来的越少，由此可知本发明的双频点测温rfid标签天线发射的电磁波几乎被全部辐射出去，反射回来的电磁波很少。
28.本发明的双频点测温rfid标签天线在842mhz、924mhz两个谐振点的阻抗匹配图如
图9所示；分析图9可知，当谐振点为842mhz时，天线的输入阻抗值为74.38+j470.80ω；当谐振点为924mhz时，天线的输入阻抗值为64.62+j472.69ω，均与射频标签芯片的阻抗值52-j479ω的共轭值相接近。这些都表明本发明的双频点测温rfid标签天线和标签芯片达到了较好的匹配效果。
29.本发明的双频点测温rfid标签天线在842mhz谐振点下的二维增益方向图如图10所示，其中theta＝0
°
，phi＝0
°
和90
°
。由图10可以清楚的看出，本发明的双频点测温rfid标签天线在842mhz谐振点下的最大增益值分别为2.2dbi。
30.本发明的双频点测温rfid标签天线在924mhz谐振点下的二维增益方向图如图11所示，其中theta＝0
°
，phi＝0
°
和90
°
。由图可以清楚的看出，本发明的双频点测温rfid标签天线在924mhz谐振点下的最大增益值分别为1.5dbi。