一种电感耦合型等间距弯折偶极子RFID标签天线制造技术

本实用新型专利技术公开了一种电感耦合型等间距弯折偶极子RFID标签天线，包括基板、弯折偶极子辐射体和馈电环；弯折偶极子辐射体和馈电环安装在基板上，弯折偶极子辐射体为U形，U形两边为弯折形状，馈电环位于U形内部的U形两边之间。本实用新型专利技术的有益效果是特性阻抗灵活可调，实现弯折偶极子阻抗匹配容易，且成本低。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于微波通讯
，涉及一种电感耦合型等间距弯折偶极子RFID标签天线。
技术介绍
偶极子天线具有结构简单、制造方便、具有全向性的特点，因而被广泛使用。但是在UHF RFID标签天线设计中，由于简单的半波偶极子天线尺寸非常大，不适合RFID标签的应用，UHF RFID标签天线设计与应用还存在以下的难题：(1)阻抗匹配问题：要获得远的识别距离，要求天线与芯片良好匹配，RFID芯片一般具有小电阻、大容抗的阻抗特性，对天线与芯片的匹配带来很大的问题；(2)成本问题：要想大规模应用RFID标签，标签的成本必须降下来，这要求标签图案必须尽可能简单，而且最好能在同一平面上；(3)带宽问题：我国的UHF标准为920-925MHz，故一般要求天线的带宽最好能全部覆盖这个频段。针对这些问题，本技术设计了一种新型电感耦合型弯折偶极子RFID标签天线，阻抗匹配简单，制作成本低，尺寸小，结构简单，并具有较宽的阻抗带宽，可以方便地解决上述问题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种电感耦合型等间距弯折偶极子RFID标签天线，解决了目前RFID标签天线制作成本高，天线与芯片匹配困难的问题。本技术所采用的技术方案是包括基板、弯折偶极子辐射体和馈电环；弯折偶极子辐射体和馈电环安装在基板上，弯折偶极子辐射体为U形，U形两边为弯折形状，馈电环位于U形内部的U形两边之间。进一步，所述弯折偶极子辐射体的U形两边中，每一边的上下两部分均呈为偶数次弯折，且上下部分呈轴对称结构。进一步，所述弯折部位为直角。进一步，所述基板1介质相对介电常数为4.4的FR4；所述基板1为矩形结构，厚度为0.5mm-1.6mm。进一步，所述弯折偶极子辐射体2与基板1边缘留出1mm空白。进一步，所述弯折偶极子辐射体2弯折高度范围9mm-11mm，弯折宽度一致且范围为2mm-5mm，线宽范围为1mm-5mm，馈电环3中点到最近弯折处的距离范围为10mm-15mm，天线弯折臂间距范围为4mm-9mm。进一步，所述的馈电环3呈矩形结构，距弯折偶极子辐射体2的最近弯折处的距离范围为1mm-5mm，通过改变其尺寸可以调整输入阻抗虚部，线宽范围为0.8mm-3mm，馈电点宽度范围为0.6mm-2mm，馈电环的周长范围为60mm-66mm。本技术的有益效果是特性阻抗灵活可调，实现弯折偶极子阻抗匹配容易，且成本低。附图说明图1为电感耦合型等间距弯折偶极子RFID标签天线弯折数为2结构示意图；图2为电感耦合型等间距弯折偶极子RFID标签天线弯折数为4结构示意图；图3为天线弯折数为2时优化参数后的回波损耗曲线；图4为天线弯折数为4时优化参数后的回波损耗曲线；图5为天线弯折数为2时优化参数后的E面、H面方向图；图6为天线弯折数为4时优化参数后的E面、H面方向图。图中，1.基板，2.弯折偶极子辐射体，3.馈电环。具体实施方式下面结合具体实施方式对本技术进行详细说明。本技术包括基板1、弯折偶极子辐射体2和馈电环3；弯折偶极子辐射体2和馈电环3安装在基板1上，弯折偶极子辐射体2为U形，U形两边为弯折形状，馈电环3位于U形内部的U形两边之间，弯折偶极子辐射体2的U形两边中，每一边的上下两部分均呈为偶数次弯折，且上下部分呈轴对称结构。弯折部位为直角。基板1介质相对介电常数为4.4的FR4；所述基板1为矩形结构，厚度为0.5mm-1.6mm。弯折偶极子辐射体2与基板1边缘留出1mm空白。弯折偶极子辐射体2弯折高度范围9mm-11mm，弯折宽度一致且范围为2mm-5mm，线宽范围为1mm-5mm，馈电环3中点到最近弯折处的距离范围为10mm-15mm，天线弯折臂间距范围为4mm-9mm。的馈电环3呈矩形结构，距弯折偶极子辐射体2的最近弯折处的距离范围为1mm-5mm，通过改变其尺寸可以调整输入阻抗虚部，线宽范围为0.8mm-3mm，馈电点宽度范围为0.6mm-2mm，馈电环的周长范围为60mm-66mm。本技术弯折偶极子辐射体2是在传统弯折偶极子辐射体的基础上，在天线宽度方向上进行二次弯折并采用轴对称结构，改变该辐射体的参数组合实现谐振频率的调整。在设计过程中调节所述馈电环与所述弯折偶极子辐射体的间隙，能获得合适的输入阻抗实部，最终达到与标签芯片阻抗共轭匹配的效果。本技术的优点还在于将传统的等间距的弯折偶极子在宽度上进行二次弯折，结构简单，采用电感耦合的方式进行馈电，保证能够方便地调整输入阻抗，并且使RFID天线进一步小型化同时具备高性能的特征。特性阻抗灵活可调，实现弯折偶极子阻抗匹配容易；具有较宽的阻抗带宽，覆盖了我国920-925MHz超高频频段；在天线宽度上进行二次弯折较降低长宽比例，有效缩减了天线的尺寸；采用电感馈电，结构简单，更能适应标签小型化的应用趋势。下面列举具体实施例对本技术进行说明：实施例1：当弯折次数为2时，采用Alien公司的Higgs-3芯片，其阻抗随频率的变化而变化，在920MHz时，其阻抗测试值约为27-j200Ω，在此频率下设计天线。天线结构示意图如图1所示，通过优化后其参数如表1所示，单位：mm。表1L1L2L3sRLRWdW1W2d1h13.2104824841110.8最终的优化天线尺寸为49.2mm×30mm×0.8mm，天线的阻抗Z＝23.12+j198.59Ω，可以实现天线阻抗与芯片的阻抗共轭匹配，反射系数为-24.1dB，天线增益为1.35dB。如图3所示3dB带宽为886-940MHz，而10dB带宽为910-926MHz，覆盖了我国920-925MHz超高频频段。如图5所示，是本技术工作于920MHz时E面和H面方向图，由图可见，本技术所述电感耦合型等间距弯折偶极子RFID标签天线辐射特性：E面半功率波束宽度为98°，方向图为8字形，而H面方向图为一个圆形，具有良好的全向特性。实施例2：当弯折次数为4时，采用Alien公司的Higgs-3芯片，其阻抗随频率的变化而变化，在920MHz时，其阻抗测试值约为27-j200Ω，在此频率下设计天线。天线结构示意图如图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电感耦合型等间距弯折偶极子RFID标签天线，其特征在于：包括基板(1)、弯折偶极子辐射体(2)和馈电环(3)；弯折偶极子辐射体(2)和馈电环(3)安装在基板(1)上，弯折偶极子辐射体(2)为U形，U形两边为弯折形状，馈电环(3)位于U形内部、U形两边之间。

【技术特征摘要】
1.一种电感耦合型等间距弯折偶极子RFID标签天线，其特
征在于：包括基板(1)、弯折偶极子辐射体(2)和馈电环(3)；
弯折偶极子辐射体(2)和馈电环(3)安装在基板(1)上，弯
折偶极子辐射体(2)为U形，U形两边为弯折形状，馈电环(3)
位于U形内部、U形两边之间。
2.按照权利要求1所述一种电感耦合型等间距弯折偶极子RFID
标签天线，其特征在于：所述弯折偶极子辐射体(2)的U形两边中
的每一边的上下两部分均呈为偶数次弯折，且上下部分呈轴对称结
构。
3.按照权利要求1所述一种电感耦合型等间距弯折偶极子RFID
标签天线，其特征在于：所述U形两边弯折的角度为直角。
4.按照权利要求1所述一种电感耦合型等间距弯折偶极子
RFID标签天线，其特征在于：所述基板(1)介质相对介电常数
为4.4的FR4；基板(1)为矩形结构，厚度为0.5mm-1.6mm。
5.按照权...

【专利技术属性】
技术研发人员：董健，胡国强，白永恒，施荣华，
申请(专利权)人：董健，
类型：新型
国别省市：湖南;43