一种基于分形处理的超高频标签天线制造技术

本发明专利技术涉及一种基于分形处理的超高频标签天线，具有基板(2)、辐射板(3)以及底板(4)，所述辐射板(3)具有第一辐射振子单元(31)和第二辐射振子单元(32)，所述第一辐射振子单元(31)和所述第二辐射振子单元(32)之间由芯片(33)相耦接，所述第一辐射振子单元(31)和所述第二辐射振子单元(32)具有分形结构。本发明专利技术将分形理论运用到超高频标签天线设计中，利用分形理论的空间填充性构成一个微带分形二元阵列天线的辐射板，从而降低标签天线的谐振频率，减小天线尺寸。

【技术实现步骤摘要】
一种基于分形处理的超高频标签天线
本专利技术涉及一种标签天线，尤其是涉及一种基于分形处理的超高频标签天线。
技术介绍
随着RFID(RadioFrequencyIdentification)——射频识别技术的发展和普及，RFID作为快速、实时、准确采集与处理信息的高新技术和消息标椎化的基础，已经被世界公认为本世纪十大重要技术之一，随着超高频UHF频段中国标准的逐渐明朗化以及物流、智能交通、数字景区等应用的需求，人们对各种不同领域金属以及非金属资财的追踪管理需求已日渐清晰化，比如超薄，超小，超轻的标签设计。这对标签天线的设计提出了更高且更复杂的要求。虽然，随着标签天线技术的不断发展出现了微带天线，具有低剖面、重量轻、成本低，可与各种载体共形，适合印刷电路板技术批量生产、易于实现圆极化、双极化、双频段工作等优点，然而传统的标签天线在几何形状上基本上都是基于欧几里德几何的设计，其能达到的最小尺寸仍然有限。因此，一种新型的小型化标签天线成为行业内产品发展的方向。
技术实现思路
本专利技术为克服上述现有标签天线的缺陷，探索现代标签天线的设计，解决传统的标签天线设计中出现的问题和矛盾。将分形几何应用到标签天线工程中，可设计出尺寸和频带指标更好的分形天线。为实现上述专利技术目的，本专利技术提供一种基于分形处理的超高频标签天线，具有基板、辐射板以及底板，辐射板具有第一辐射振子单元和第二辐射振子单元，第一辐射振子单元和第二辐射振子单元之间由芯片相耦接，第一辐射振子单元和第二辐射振子单元具有分形结构。根据上述构思，该分形结构为正方形分形区域经过分形、复制、叠加而形成。根据上述构思，第一辐射振子单元与第二辐射振子单元对称分布。根据上述构思，分形结构具有辐射元图案。根据上述构思，正方形的辐射元是在选择区域经过9等分形成的正方形辐射元。根据上述构思，该正方形分形区域的分形过程为对正方形区域9等分后，蚀刻其中的4个等分的部分，形成具有正方形辐射元的正方形分形区域。根据上述构思，正方形辐射元经过二次分形处理，使所述正方形辐射元具有空心结构。根据上述构思，将正方形分形区域进行复制，正方形分形区域与相邻的正方形分形区域相邻的一侧的具有相同区域图案的区域重叠，从而叠加形成叠加区域。根据上述构思，依次在横向上复制叠加形成的叠加区域，并使相邻两个叠加区域具有相同辐射元图案的区域相叠加，形成具有分形结构的第一、第二辐射振子单元。根据上述构思，分形图形为三角形、矩形、菱形或者圆形的规则的辐射元图案，或者是不规则的辐射元图案。根据上述构思，该标签天线还具有短路结构，短路结构是位于基板的两侧面的短路面或者是基板上的导电过孔。基于上述改进，本专利技术的基于分形处理的超高频标签天线利用分形理论的空间填充性构成一个微带分形二元阵列天线的辐射板，从而降低标签天线的谐振频率，减小标签天线尺寸。附图说明图1为本专利技术的基于分形处理的超高频标签天线；图2为本专利技术的辐射板的结构示意图；图3为本专利技术的分形结构的辐射振子单元形成过程示意图。具体实施方式以下结合附图，对本专利技术的具体实施过程作详细介绍。参见图1和图2，本专利技术的基于分形处理的超高频标签天线1有基板2以及分别附着于基板上表面的辐射板3和下表面的基板底板4，基板2两侧具有短路面5。本专利技术的基于分形处理的超高频标签天线1的辐射板3具有两个振幅振子单元31、32，振幅振子单元31、32之间具有芯片33，振幅振子单元31、32经过对称的分形处理，利用分形理论的空间填充性，从而降低标签天线的谐振频率，减小标签天线尺寸。本专利技术的基于分形处理的超高频标签天线1的辐射板3运用分形理论的空间填充性以及自相似性，将单个长方形振子通过分数维计算，将正方形分形单元经过周期重复叠加，从而形成具有辐射元311阵列的辐射振子单元31，在辐射板3的与该辐射振子单元31相对称设置的另一个辐射振子单元32采用同样的分形重复叠加处理，从而同时构成一个微带分形二元阵列天线的辐射板3。该基于分形处理的超高频标签天线1的辐射元311之间以及两个振幅振子单元31、32之间产生谐振，从而使标签天线的谐振频率降低，也使标签天线尺寸减小。以下结合图3，详细介绍本专利技术的分形结构形成过程，此处以面积为65mm*7.1mm，谐振频率为1250MHz的无分形处理的普通标签天线为例介绍如何形成相同面积的辐射板的过程。首先规划分形单元的面积以及分形次数，选择4.3mm*4.3mm的正方形区域，将该区域9等分，蚀刻其中的4个等分的部分，形成具有辐射元311的正方形分形区域34。正方形分形区域34内的相接辐射元311之间相连通，其通过蚀刻过程中改变该4个等分部分的蚀刻面积的大小，从而决定相邻辐射元311之间相连通的通路的面积，同时也可以通过改变相邻辐射元311之间相连通的通路的面积而改变标签天线10的阻抗和天线增益。接下来，复制该正方形分形区域34，并且使被复制的正方形分形区域34与该复制的正方形分形区域34’、34”相邻的一侧的相同的区域相重叠，从而叠加形成如图3所示的叠加区域35中的图形。依次在横向上复制该经过叠加形成的叠加区域35的图形，并且使相邻两个叠加区域35、35’具有相同辐射元311图案的区域相叠加，以此类推，至最后一个叠加区域后，在第一辐射振子单元31的最后形成的部分，将两个末端的辐射元312、313通过连接馈线316连接，并与芯片33相耦接，同时在该辐射元312、313及连接馈线316的相对第一辐射振子单元31的外侧的空间填充辐射元314、315，从而形成具有分形结构的第一辐射振子单元31。此处填充的辐射元314、315并不属于分形天线重复叠加形成的辐射元，而是在连接馈线316外围、第一辐射振子单元31的空白处，填充与第一辐射振子单元31上的辐射元311相同结构的辐射元314、315，其作用在于有效拓展标签天线的空间填充性。芯片22与第一辐射振子单元31之间采用连接馈线316进行耦接，主要是为了提高标签天线1的阻抗匹配度，得到标签天线性能的最优化。与第一辐射振子单元31相对称设置的第二辐射振子单元32通过相同方式获得。在确定分形单元的面积及分形处理时，需要考虑最终的标签天线增益效果，如果分形次数太多，反而将导致天线本身有限的辐射面积减小，从而导致天线增益大大降低。其中最小分形的面积和叠加的次数可依据具体的设计和尺寸限制进行调整，选取适合天线本身结构的分形单元和重复次数。以上示例在分形处理过程中，在面积为65mm*7.1mm的辐射板上选择分形的面积为4.3mm*4.3mm，在该正方形分形区域内选择9等分进行分形处理。在本专利技术的另一实施例中，为了增加分形的效果，本实施方式中更可以在该正方形分形区域34进行分形后的基础上进行二次分形，对其中的辐射元311进行分形，其分形的原理与正方形分形区域34分形的原理相似，所不同的是，对于辐射元311的分形处理，蚀刻的是分形结构的中心区域，从而形成如图2和图3所示的辐射元311的结构。后续的对于具有空心区域的辐射元311的正方形分形区域34的复制与叠加过程与上一实施方式中的过程相同，在此不再赘述。相比上一实施方式中的具有无空心结构的辐射元311的标签天线10来讲，本实施方式中具有空心结构的辐射元311的标签天线10可进一步降低天线谐振频率本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于分形处理的超高频标签天线，具有基板(2)、辐射板(3)以及底板(4)，其特征在于：所述辐射板(3)具有第一辐射振子单元(31)和第二辐射振子单元(32)，所述第一辐射振子单元(31)和所述第二辐射振子单元(32)之间由芯片(33)相耦接，所述第一辐射振子单元(31)和所述第二辐射振子单元(32)具有分形结构。

【技术特征摘要】
1.一种基于分形处理的超高频标签天线，具有基板(2)、辐射板(3)以及底板(4)，其特征在于：所述辐射板(3)具有第一辐射振子单元(31)和第二辐射振子单元(32)，所述第一辐射振子单元(31)和所述第二辐射振子单元(32)之间由芯片(33)相耦接，所述第一辐射振子单元(31)和所述第二辐射振子单元(32)具有分形结构；其中所述的分形结构为正方形分形区域(34)经过分形、复制和叠加而形成；所述的分形结构具有辐射元(311、321)图案，所述的辐射元(311、321)图案是在选择区域经过9等分形成的正方形辐射元(311、321)；所述的正方形分形区域(34)的分形过程为对正方形区域9等分后，蚀刻其中的4个等分的部分，形成具有正方形辐射元(311、321)的正方形分形区域(34)；以及将所述的正方形分形区域(34)进行复制，所述的正方形分形区域(34)与相邻的正方形分形区域(34’、34”)相邻的一侧的具有相同区域图案的区域重叠，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘智佳，杜国宏，
申请(专利权)人：刘智佳，
类型：发明
国别省市：