專(zhuān)利名稱(chēng)：平面天線(xiàn)以及應(yīng)用該平面天線(xiàn)的rfid標(biāo)簽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種平面天線(xiàn)，特別是涉及一種具有全向輻射模式的平面天線(xiàn)以及應(yīng) 用該平面天線(xiàn)的RFID標(biāo)簽。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)行的RFID(Radio Frequency Identification)標(biāo)簽設(shè)計(jì)中，標(biāo)簽天線(xiàn)一般基 于傳統(tǒng)天線(xiàn)，如偶極子天線(xiàn)或者槽縫天線(xiàn)等的原理。這些天線(xiàn)在H(磁場(chǎng))平面具有全向輻 射模式，然而在E(電場(chǎng))平面卻存在著相當(dāng)大的盲區(qū)，即這些標(biāo)簽天線(xiàn)不具有真正的三維 立體全向輻射模式。在許多RFID標(biāo)簽的應(yīng)用中，對(duì)RFID標(biāo)簽進(jìn)行方向控制是不現(xiàn)實(shí)的，例 如當(dāng)RFID標(biāo)簽應(yīng)用在資產(chǎn)跟蹤和目標(biāo)定位中時(shí)，無(wú)法對(duì)RFID標(biāo)簽進(jìn)行方向控制，此時(shí)，便 需要一個(gè)具有全向輻射模式的RFID標(biāo)簽天線(xiàn)，以實(shí)現(xiàn)讀寫(xiě)器對(duì)該RFID標(biāo)簽的有效識(shí)別與 讀寫(xiě)。 現(xiàn)有技術(shù)中存在一種有三維立體全向輻射模式的天線(xiàn)，該天線(xiàn)本質(zhì)上是一種彎曲 的三維偶極子天線(xiàn)， 一個(gè)軸偶極子部分的輻射圖形有助于其它偶極子部分盲區(qū)的覆蓋，因 此，它具有可靠的三維全向輻射模式。然而，這種天線(xiàn)需要一個(gè)三維的容置空間，而且天線(xiàn) 長(zhǎng)度太長(zhǎng)，因此，不適合作為RFID標(biāo)簽天線(xiàn)。 有些設(shè)計(jì)者提出了一種在RFID芯片上設(shè)計(jì)兩個(gè)RF (Radio Frequency)端口的解 決方案，這兩個(gè)RF端口單獨(dú)連接到整流器電路中，因此，兩個(gè)實(shí)際的天線(xiàn)元件可以附屬于 單獨(dú)的RF端口 ，本質(zhì)上，該天線(xiàn)就是具有兩個(gè)天線(xiàn)元件的天線(xiàn)陣列，這兩個(gè)天線(xiàn)可以設(shè)計(jì) 成有正交E平面覆蓋的方案，使得一個(gè)天線(xiàn)的盲區(qū)正好位于另一個(gè)天線(xiàn)的最大輻射區(qū)，以 實(shí)現(xiàn)在E平面的全向輻射。然而，這種方案由于需要設(shè)計(jì)比較復(fù)雜的集成電路，增加了成 本，將其應(yīng)用于RFID標(biāo)簽設(shè)計(jì)中，性?xún)r(jià)比不高。 —個(gè)實(shí)用的RFID標(biāo)簽天線(xiàn)應(yīng)當(dāng)具有如下特點(diǎn)標(biāo)簽天線(xiàn)為平面形狀，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、 體積小，且該標(biāo)簽天線(xiàn)應(yīng)當(dāng)不需要通過(guò)在標(biāo)簽芯片上進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的電路設(shè)計(jì)就能夠獲得所需 的輻射模式。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種平面天線(xiàn)以及應(yīng)用該平面天線(xiàn)的RFID標(biāo)簽，該平面天 線(xiàn)及應(yīng)用該平面天線(xiàn)的RFID標(biāo)簽具有全向輻射模式。 本發(fā)明公開(kāi)了一種平面天線(xiàn)，至少包含饋電體、輻射體以及槽縫，所述槽縫和饋電 體設(shè)置在輻射體上，所述饋電體設(shè)置在槽縫的邊緣，所述槽縫的形狀為二維圖形，該平面天 線(xiàn)表面的感應(yīng)電流經(jīng)過(guò)所述槽縫時(shí)形成正交方向流動(dòng)的電流，從而在該平面天線(xiàn)上形成三 維的全方位輻射。其中，上述饋電體為饋點(diǎn)或者饋線(xiàn)。 作為較佳的實(shí)施方式，所述槽縫的形狀為平面正交圖形，最好為十字形，饋電體設(shè) 置在槽縫中間十字交叉部分的對(duì)角上。 —種采用上述平面天線(xiàn)的RFID標(biāo)簽，該RFID標(biāo)簽中至少包含一個(gè)所述平面天線(xiàn)，在該RFID標(biāo)簽中，RFID芯片與所述平面天線(xiàn)之間為直接連接或容性耦合(c即acitive coupling)，該RFID標(biāo)簽的平面天線(xiàn)的一個(gè)面上附著有吸波材料，所述吸波材料完全覆蓋 所述面及該面上的槽縫，且所述吸波材料的面積大于所述平面天線(xiàn)的面積，所述平面天線(xiàn) 的另一面可用于發(fā)射或接收信號(hào)。 本發(fā)明的有益效果在于，該平面天線(xiàn)具有三維的全方位輻射模式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積 小，成本低廉；采用上述平面天線(xiàn)的RFID標(biāo)簽，無(wú)須通過(guò)在RFID芯片上進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的電路設(shè) 計(jì)就能夠獲得需要的輻射模式。


圖1為本發(fā)明平面天線(xiàn)的一種具體實(shí)施方式
的示意圖； 圖2為本發(fā)明中平面天線(xiàn)應(yīng)用于RFID標(biāo)簽的一種具體實(shí)施方式
的示意圖； 圖3為本發(fā)明中平面天線(xiàn)應(yīng)用于RFID標(biāo)簽的第二種具體實(shí)施方式
的示意圖； 圖4為本發(fā)明中平面天線(xiàn)應(yīng)用于RFID標(biāo)簽的第三種具體實(shí)施方式
的示意圖； 圖5為本發(fā)明中平面天線(xiàn)附加吸波材料的示意圖。 圖中涉及的附圖標(biāo)記和組成部分如下所示 1.平面天線(xiàn) 2.輻射體 3.饋點(diǎn) 4.槽縫 5. RFID芯片 6.耦合圈 7.吸波材料 8.金屬材料 9.饋線(xiàn) 10.屏蔽線(xiàn)
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例并參照附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述 請(qǐng)參見(jiàn)圖1為本發(fā)明平面天線(xiàn)的一種具體實(shí)施方式
的示意圖。平面天線(xiàn)l，至少 包含饋點(diǎn)3、輻射體2以及槽縫4，槽縫4形成于輻射體2上，饋點(diǎn)3設(shè)置在槽縫4的邊緣。 在本具體實(shí)施方式
中，槽縫4的形狀為十字形，饋點(diǎn)3設(shè)置在槽縫4中間十字交叉部分的對(duì) 角上。該平面天線(xiàn)l表面的感應(yīng)電流經(jīng)過(guò)槽縫4時(shí)形成正交方向流動(dòng)的電流，從而在平面 天線(xiàn)1上形成三維的全方位輻射。上述饋點(diǎn)和輻射體的材質(zhì)為本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員的公知技 術(shù)，此處不再贅述。 根據(jù)槽縫天線(xiàn)的原理，天線(xiàn)表面上激勵(lì)出的表面電流，在正常情況下是沿著同一 方向流動(dòng)的，當(dāng)天線(xiàn)上出現(xiàn)了一個(gè)小裂縫時(shí)，電流傳輸受到裂縫的切斷，改變了表面電流的 流向。裂縫受到激勵(lì)便在裂縫兩端產(chǎn)生出電磁場(chǎng)，該電磁場(chǎng)沿裂縫的分布呈正弦規(guī)律。
這就是說(shuō)，在天線(xiàn)上以人為方式開(kāi)鑿出一些有規(guī)則的裂縫，天線(xiàn)的電波便可以從 縫隙處向外輻射，或者空中的電波從裂縫的縫隙處被有效的吸收到天線(xiàn)上。因此，當(dāng)天線(xiàn)上 的裂縫為十字形時(shí)，其表面電流被導(dǎo)入正交方向流動(dòng)，從而激勵(lì)形成正交的電磁場(chǎng)，這相當(dāng) 于模擬了偶集子天線(xiàn)正交方向的兩個(gè)偶集子，形成的正交電磁場(chǎng)達(dá)到了使天線(xiàn)在E平面具 有全向模式的目的，即該平面天線(xiàn)具有全向輻射的工作模式。 如圖1所示，平面天線(xiàn)1上在十字形的槽縫4中間十字交叉部分的對(duì)角上設(shè)置有 饋點(diǎn)3，饋點(diǎn)3使得平面天線(xiàn)1表面的電流被導(dǎo)入X和Y這兩個(gè)正交的方向流動(dòng)，分別激勵(lì)形成正交的電磁場(chǎng)，相當(dāng)于模擬了偶集子天線(xiàn)正交方向的兩個(gè)偶集子，形成的正交電磁場(chǎng) 使得該平面天線(xiàn)1在E平面具有全向輻射模式。在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，饋點(diǎn)3也可以 采用饋線(xiàn)來(lái)代替。 上述平面天線(xiàn)1可以用來(lái)制作RFID標(biāo)簽，應(yīng)用該平面天線(xiàn)的RFID標(biāo)簽?zāi)軌驅(qū)崿F(xiàn) 讀寫(xiě)器對(duì)RFID標(biāo)簽全方位的有效識(shí)別與讀寫(xiě)。這種RFID標(biāo)簽中至少包含一個(gè)平面天線(xiàn)1， RFID標(biāo)簽中的RFID芯片與所述平面天線(xiàn)之間為直接連接或容性耦合。
如圖2所示，為本發(fā)明中平面天線(xiàn)應(yīng)用于RFID標(biāo)簽的一種具體實(shí)施方式
的示意 圖。其中RFID芯片5用很短的導(dǎo)線(xiàn)直接連接到饋點(diǎn)3，形成饋線(xiàn)9。 如圖3所示，為本發(fā)明中平面天線(xiàn)應(yīng)用于RFID標(biāo)簽的第二種具體實(shí)施方式
的示意 圖。其中RFID芯片5用一屏蔽線(xiàn)10連接到饋點(diǎn)3。 如圖4所示，為本發(fā)明中平面天線(xiàn)應(yīng)用于RFID標(biāo)簽的第三種具體實(shí)施方式
的示意 圖。RFID芯片5也可以采用容性耦合(c即acitive coupling)的方式與平面天線(xiàn)1相連 接。RFID標(biāo)簽內(nèi)的RFID芯片5通過(guò)一耦合圈6耦合到平面天線(xiàn)1上，耦合圈6是一個(gè)附著 于絕緣基片上的導(dǎo)電體。 當(dāng)應(yīng)用上述平面天線(xiàn)的RFID標(biāo)簽被使用在一金屬材料的表面時(shí)，為了盡量減小 金屬材料對(duì)平面天線(xiàn)的干擾，最好在平面天線(xiàn)靠近金屬材料表面的一面附著吸波材料。
如圖5所示，為本發(fā)明中平面天線(xiàn)附加吸波材料的示意圖。平面天線(xiàn)1靠近金屬 材料8表面的一面上附著有吸波材料7，吸波材料7完全覆蓋了所述面及該面上的槽縫4， 吸波材料7的面積最好大于平面天線(xiàn)1的面積，至少應(yīng)覆蓋所述面上的槽縫4并延伸至平 面天線(xiàn)1的周邊。此時(shí)，平面天線(xiàn)1未被吸波材料7覆蓋的一面可以進(jìn)行發(fā)射和接收工作。 當(dāng)然，在實(shí)際應(yīng)用中，由于吸波材料不可能將電磁波全部吸收，所以金屬材料對(duì)平面天線(xiàn)仍 有令其失調(diào)的可能，此時(shí)可以對(duì)平面天線(xiàn)進(jìn)行一些細(xì)微的調(diào)整。 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng) 視為本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種平面天線(xiàn)，至少包含饋電體、輻射體以及槽縫，所述槽縫和饋電體設(shè)置在輻射體上，所述饋電體設(shè)置在槽縫的邊緣，其特征在于，所述槽縫的形狀為二維圖形，該平面天線(xiàn)表面的感應(yīng)電流經(jīng)過(guò)所述槽縫時(shí)形成正交方向流動(dòng)的電流，從而在該平面天線(xiàn)上形成三維的全方位輻射。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面天線(xiàn)，其特征在于，所述饋電體為饋點(diǎn)或饋線(xiàn)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面天線(xiàn)，其特征在于，所述槽縫的形狀包含平面正交圖形。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的平面天線(xiàn)，其特征在于，所述平面正交圖形為十字。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的平面天線(xiàn)，其特征在于，所述饋電體設(shè)置在槽縫中間十字交 叉部分的對(duì)角上。
6. —種采用如權(quán)利要求1所述平面天線(xiàn)的RFID標(biāo)簽，其特征在于，所述RFID標(biāo)簽中至 少包含一個(gè)所述平面天線(xiàn)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的RFID標(biāo)簽，其特征在于，所述RFID標(biāo)簽中的RFID芯片與所 述平面天線(xiàn)之間為直接連接或容性耦合。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的RFID標(biāo)簽，其特征在于，所述平面天線(xiàn)的槽縫形狀為十字。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的RFID標(biāo)簽，其特征在于，所述RFID標(biāo)簽中的RFID芯片的天 線(xiàn)接口直接連接到所述槽縫的十字交叉部分的對(duì)角上。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的RFID標(biāo)簽，其特征在于，所述RFID標(biāo)簽中的RFID芯片的天 線(xiàn)接口容性偶合到所述槽縫的十字交叉部分的對(duì)角上。
11. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的RFID標(biāo)簽，其特征在于，所述RFID標(biāo)簽的平面天線(xiàn)的一個(gè) 面上附著有吸波材料，所述吸波材料完全覆蓋所述面及該面上的槽縫，且所述吸波材料的 面積大于所述平面天線(xiàn)的面積。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種平面天線(xiàn)以及采用該平面天線(xiàn)的RFID標(biāo)簽，該平面天線(xiàn)至少包含饋線(xiàn)或饋點(diǎn)、輻射體以及槽縫，所述槽縫的形狀為二維圖形，該平面天線(xiàn)表面的感應(yīng)電流經(jīng)過(guò)所述槽縫時(shí)形成正交方向流動(dòng)的電流。該平面天線(xiàn)具有全向輻射模式，采用該平面天線(xiàn)的RFID標(biāo)簽可以實(shí)現(xiàn)讀寫(xiě)器對(duì)RFID標(biāo)簽全方位的有效識(shí)別與讀寫(xiě)。在此基礎(chǔ)上，在該平面天線(xiàn)的一面附著有吸波材料，從而可以使平面天線(xiàn)近距離在金屬表面工作。
文檔編號(hào)H01Q13/10GK101771195SQ200810204828
公開(kāi)日2010年7月7日 申請(qǐng)日期2008年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月30日
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