可调谐的超高频RFID标签天线及其阻抗调谐方法技术

本发明专利技术涉及了一种可调谐的超高频RFID标签天线及其阻抗调谐方法，该超高频RFID标签天线包括PCB板及设置在所述PCB板上的辐射臂和馈电环，所述辐射臂包括两个端部及位于所述两个端部之间的中间部，所述辐射臂的其中一个端部耦合至所述馈电环，还包括：焊接在所述PCB板上的实部调谐臂，且所述实部调谐臂的一端耦合至所述辐射臂的中间部；焊接在所述PCB板上的虚部调谐臂，且所述虚部调谐臂的两端分别耦合至所述馈电环上的不同位置点。实施本发明专利技术的技术方案，通过调节实部调谐臂和虚部调谐臂的位置就可实现天线形状的改变，从而实现天线阻抗的灵活修改，以适应不同输入阻抗的RFID芯片。而且，降低了天线的设计难度和设计成本。降低了天线的设计难度和设计成本。降低了天线的设计难度和设计成本。

【技术实现步骤摘要】
可调谐的超高频RFID标签天线及其阻抗调谐方法


[0001]本专利技术涉及射频领域，尤其涉及一种可调谐的超高频RFID标签天线及其阻抗调谐方法。

技术介绍

[0002]RFID标签天线是RFID系统的重要组成部分，它的性能会直接影响整个RFID系统。现有的传统超高频RFID标签天线主要由辐射臂、馈电环、芯片连接点组成，其中，辐射臂长度和电磁波波长λ/4接近；馈电环采用电感耦合馈电环进行馈电，提供天线阻抗的感抗部分；芯片连接点用于连接超高频RFID标签芯片。
[0003]现有的传统超高频RFID标签天线的制作过程如下：
[0004]通过HFSS(High Frequency Structure Simulator高频结构仿真)软件画出天线的模型，并进行仿真分析；
[0005]根据麦克斯韦方程组和射频传输线理论算出天线的阻抗，然后在软件里面通过调节天线的形状来实现不同阻抗；
[0006]根据最大功率传输原理，使天线阻抗的实部需等于芯片阻抗实部，天线阻抗的虚部需为芯片阻抗虚部的负数。芯片的阻抗和天线的阻抗在应用的射频频率段产生谐振，实现阻抗匹配。
[0007]但是，通过这种方式制作出的天线具有以下缺点：
[0008]1.当天线设计好后，天线阻抗就固定了；
[0009]2.需要通过知道超高频RFID标签芯片准确的阻抗，如果芯片阻抗变了，就会导致导致天线和芯片失配。
[0010]3.由于实际天线材料的电学参数会有差别，需要根据实际测试的效果，不断返工重新设计天线，工作量大。

技术实现思路

[0011]本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术中存在的上述缺陷，提供一种可调谐的超高频RFID标签天线及其阻抗调谐方法。
[0012]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种可调谐的超高频RFID标签天线，包括PCB板及设置在所述PCB板上的辐射臂和馈电环，所述辐射臂包括两个端部及位于所述两个端部之间的中间部，所述辐射臂的其中一个端部耦合至所述馈电环，还包括：
[0013]焊接在所述PCB板上的实部调谐臂，且所述实部调谐臂的一端耦合至所述辐射臂的中间部；
[0014]焊接在所述PCB板上的虚部调谐臂，且所述虚部调谐臂的两端分别耦合至所述馈电环上的不同位置点。
[0015]优选地，所述馈电环的形状左右对称，而且，
[0016]所述辐射臂包括左右对称设置的两个辐射臂，且所述两个辐射臂分别设置在所述
馈电环的左右两侧；
[0017]所述实部调谐臂包括左右对称设置的两个实部调谐臂，且所述两个实部调谐臂分别设置在所述馈电环的左右两侧；
[0018]所述虚部调谐臂包括左右对称设置的两个虚部调谐臂。
[0019]优选地，还包括设置在所述PCB板上且用于增加天线的雷达截面积的辐射末端，且所述辐射末端耦合至所述辐射臂的另一个端部。
[0020]优选地，所述馈电环的形状左右对称，而且，
[0021]所述辐射臂包括左右对称设置的两个辐射臂，且所述两个辐射臂分别设置在所述馈电环的左右两侧；
[0022]所述实部调谐臂包括左右对称设置的两个实部调谐臂，且所述两个实部调谐臂分别设置在所述馈电环的左右两侧；
[0023]所述虚部调谐臂包括左右对称设置的两个虚部调谐臂；
[0024]所述辐射末端包括左右对称设置的两个辐射末端，且所述两个辐射末端分别设置在所述馈电环的左右两侧。
[0025]优选地，所述辐射臂呈弯折状、S状、螺旋状。
[0026]优选地，所述馈电环为矩形、方形、圆形、梯形或矩形与梯形的组合图形。
[0027]优选地，所述辐射末端为方形、圆形、矩形。
[0028]本专利技术还构造一种超高频RFID标签天线的阻抗调谐方法，当超高频RFID标签天线天线制作好，并贴上芯片后，进行以下步骤：
[0029]通过在PCB板上焊接调试虚部调谐臂来调整超高频RFID标签天线的阻抗虚部，并通过标签性能测试仪器观察超高频RFID标签天线和RFID芯片的谐振频率点，以确定出谐振频率点在工作频点时所对应的虚部调谐臂的位置；
[0030]通过在PCB板上焊接调试实部调谐臂来调整超高频RFID标签天线的阻抗实部，并通过标签性能测试仪器观察超高频RFID标签天线和RFID芯片的输入反射系数，以确定出输入反射系数最小时所对应的实部调谐臂的位置。
[0031]实施本专利技术的技术方案，在天线设计好后，通过调节实部调谐臂和虚部调谐臂的位置就可实现天线形状的改变，从而实现天线阻抗的灵活修改，以适应不同输入阻抗的RFID芯片。而且，对于不同输入阻抗的RFID芯片，由于不需要反复设计天线，只需要一次设计即可，所以可降低天线的设计难度和设计成本。
附图说明
[0032]为了更清楚地说明本专利技术实施例，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。附图中：
[0033]图1是本专利技术可调谐的超高频RFID标签天线实施例一的结构图；
[0034]图2是阻抗实部和阻抗虚部与频率关系的仿真图；
[0035]图3是输入反射系数与频率关系的仿真图；
[0036]图4是天线增益图；
[0037]图5是天线的电流场分布图。
具体实施方式
[0038]下面结合附图详细说明本专利技术的具体实施方式。
[0039]在此记载的具体实施方式/实施例为本专利技术的特定的具体实施方式，用于说明本专利技术的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本专利技术实施方式及本专利技术范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案，都在本专利技术的保护范围之内。另外，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合，且以下实施例中的步骤顺序在不冲突的情况下可以调整。
[0040]图1是本专利技术可调谐的超高频RFID标签天线实施例一的结构图，该实施例的超高频RFID标签天线(以下简称天线)包括PCB板、辐射臂11、馈电环12、辐射末端13、实部调谐臂14、虚部调谐臂15和芯片连接点16。其中，辐射臂11、馈电环12、辐射末端13设置在PCB板上，即，在天线制作好后，其形状、位置就固定了。实部调谐臂14和虚部调谐臂15焊接在PCB板上，即，在天线制作好后，其位置还可通过人工操作更改，从而达到调整天线的阻抗实部和阻抗虚部的目的。另外，辐射臂11长度和电磁波波长λ/4接近，且包括两个端部及位于该两个端部之间的中间部。馈电环12采用电感耦合馈电环进行馈电，提供天线阻抗的感抗部分。辐射末端13用于增加天线的雷达截面积，当然，在其它实施例中，可将其省去。芯片连接点16设置在馈电环本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可调谐的超高频RFID标签天线，包括PCB板及设置在所述PCB板上的辐射臂和馈电环，所述辐射臂包括两个端部及位于所述两个端部之间的中间部，所述辐射臂的其中一个端部耦合至所述馈电环，其特征在于，还包括：焊接在所述PCB板上的实部调谐臂，且所述实部调谐臂的一端耦合至所述辐射臂的中间部；焊接在所述PCB板上的虚部调谐臂，且所述虚部调谐臂的两端分别耦合至所述馈电环上的不同位置点。2.根据权利要求1所述的可调谐的超高频RFID标签天线，其特征在于，所述馈电环的形状左右对称，而且，所述辐射臂包括左右对称设置的两个辐射臂，且所述两个辐射臂分别设置在所述馈电环的左右两侧；所述实部调谐臂包括左右对称设置的两个实部调谐臂，且所述两个实部调谐臂分别设置在所述馈电环的左右两侧；所述虚部调谐臂包括左右对称设置的两个虚部调谐臂。3.根据权利要求1所述的可调谐的超高频RFID标签天线，其特征在于，还包括设置在所述PCB板上且用于增加天线的雷达截面积的辐射末端，且所述辐射末端耦合至所述辐射臂的另一个端部。4.根据权利要求3所述的可调谐的超高频RFID标签天线，其特征在于，所述馈电环的形状左右对称，而且，所述辐射臂包括左右对称设置的两个辐射臂，且所述两个辐射臂分别设置在所述馈电环的左右两侧；所述实部调谐臂包括左右对称设置的两个实部调谐臂，且所...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏奎任，朱吉涵，刘才，
申请(专利权)人：莫冰，
类型：发明
国别省市：