本實(shí)用新型屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多用途標(biāo)簽天線。

背景技術(shù)：

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，RFID技術(shù)面臨巨大的挑戰(zhàn)。將RFID技術(shù)應(yīng)用于冷鏈物流中，是近年研究RFID標(biāo)簽天線的一大熱點(diǎn)。市場(chǎng)要求的標(biāo)簽天線應(yīng)該具有以下基本特性：體積小、成本低、可讀取距離遠(yuǎn)、適應(yīng)全球不同國(guó)家的超高頻RFID頻段要求、能貼敷于金屬、肌肉等任意物體表面、能適應(yīng)各種惡劣的工作環(huán)境等，這些要求都是RFID標(biāo)簽天線研究領(lǐng)域亟待解決的難題。目前，RFID標(biāo)簽天線的適應(yīng)于各種環(huán)境的問題是研究熱點(diǎn)之一，圍繞該領(lǐng)域的研究也取得了一定的研究成果，但是隨著行業(yè)的發(fā)展和不斷增加的需求多樣性給RFID標(biāo)簽天線帶來了許多新的挑戰(zhàn)，例如：能夠貼敷于人體表面的標(biāo)簽；能夠貼敷于液體(水、血液等)表面的標(biāo)簽；能夠用于醫(yī)療、物流等多種領(lǐng)域的標(biāo)簽。

目前適用于特殊介質(zhì)物體的標(biāo)簽一般通過三種方法來降低復(fù)雜的背景物體對(duì)標(biāo)簽天線近場(chǎng)的影響：1、使用高介電常數(shù)的介質(zhì)基板，如陶瓷基板，或者插入一個(gè)高阻抗接地板，如光子帶隙(PBG)結(jié)構(gòu)。2、使用超材料制作天線，如EBG、AMC、HIS結(jié)構(gòu)等。3、在標(biāo)簽天線設(shè)計(jì)中加入金屬接地板，通過短路結(jié)構(gòu)將輻射單元與金屬接地板連接起來。如果使用高介電常數(shù)介質(zhì)板作為天線的介質(zhì)基板，會(huì)增加標(biāo)簽天線的商業(yè)成本；采用高阻抗接地板和超材料又會(huì)增加天線的設(shè)計(jì)成本；而第三種加入金屬接地板一般會(huì)降低標(biāo)簽天線的輻射效率。

為了滿足多功能標(biāo)簽的設(shè)計(jì)要求，同時(shí)又要考慮到天線的各種指標(biāo)，因此需要對(duì)多功能標(biāo)簽天線設(shè)計(jì)進(jìn)行綜合考慮。另外，由于各個(gè)國(guó)家和地區(qū)的超高頻RFID頻段劃分不一致，如歐盟為865.6～867.6MHz，北美為902～928MHz，中國(guó)為840～845MHz和920～925MHz等，所以設(shè)計(jì)的標(biāo)簽天線要能滿足全球通用性的話，要求標(biāo)簽天線至少具有100MHz的工作帶寬，即要覆蓋860～960MHz頻段。天線的頻帶展寬可以通過降低Q值、采用小介電常數(shù)的基板、增加基板厚度、在地板或輻射單元表面開縫等方法來實(shí)現(xiàn)。

如前面所述，通過加短路探針或者短路墻結(jié)構(gòu)來達(dá)到降低含水量較高的背景物體對(duì)天線性能的影響，會(huì)增大制作工藝的難度，增加制作天線的成本，而當(dāng)天線貼敷于有輻射損耗的背景物體時(shí)，又會(huì)降低天線的輻射強(qiáng)度，減小天線的增益，縮短天線的讀寫距離。

隨著射頻識(shí)別技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)標(biāo)簽天線提出了許多具體的要求，一般針對(duì)不同的應(yīng)用領(lǐng)域，需要不同的標(biāo)簽天線。比如對(duì)金屬物體，需要能用于金屬物體表面的抗金屬標(biāo)簽天線；對(duì)肌肉、血液等物體，需要能用于易腐壞物體表面的多功能標(biāo)簽天線。

目前，市場(chǎng)上出現(xiàn)的標(biāo)簽天線普遍存在這樣幾個(gè)問題：①適用環(huán)境單一，不能用于水、血液等特殊介質(zhì)的環(huán)境；②工作頻帶寬度不夠，只能針對(duì)于某個(gè)地區(qū)特定的超高頻RFID頻段；③結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制作工藝繁復(fù)；④成本不夠低。

當(dāng)天線貼敷在特殊介質(zhì)的物體表面時(shí)，天線的輻射特性會(huì)急劇地減小，這樣會(huì)對(duì)天線的性能產(chǎn)生負(fù)面影響。發(fā)生這樣的突變的原因主要是：讀寫器發(fā)出的入射波會(huì)被物體的表面以180度的相位改變反射回來，反射波與入射波相互抵消，這樣減小了由讀寫器發(fā)出的用于激勵(lì)芯片的能量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問題，本實(shí)用新型提出了一種多用途標(biāo)簽天線，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、合理，適用于多種復(fù)雜環(huán)境的橢圓形微帶貼片標(biāo)簽天線，在天線結(jié)構(gòu)上采用金屬接地板，有效地減小了背景物體對(duì)天線的近輻射場(chǎng)的影響，如減小天線的增益、改變天線的阻抗等；當(dāng)背景物體是含水量高的物體時(shí)，可在金屬接地板后貼敷一塊如陶瓷、云母等高介電常數(shù)介質(zhì)板，有效地避免了標(biāo)簽天線和背景物體之間的電氣連接，減小了背景物體對(duì)天線輻射強(qiáng)度的損耗；輻射貼片采用多個(gè)金屬圓環(huán)相交的微帶貼片構(gòu)成，改變最外兩個(gè)圓環(huán)的填充度就可以實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽天線工作諧振頻點(diǎn)的變化，從而可以達(dá)到天線小型化的目的。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：

上述的實(shí)用新型多用途標(biāo)簽天線，包括輻射貼片、介質(zhì)基板和金屬接地板；所述輻射貼片為金屬貼片，其印制于所述介質(zhì)基板的正面且表面上有環(huán)形相交的微帶貼片；所述微帶貼片構(gòu)成一個(gè)對(duì)稱環(huán)形相交偶極子天線結(jié)構(gòu)，通過調(diào)節(jié)所述微帶貼片的圓環(huán)個(gè)數(shù)、半徑大小及圓環(huán)填充度來調(diào)整天線的諧振頻率、輸入阻抗和工作帶寬；所述輻射貼片的中心設(shè)置有RFID芯片，所述輻射貼片通過微帶饋線與所述芯片連接；所述金屬接地板印制于所述介質(zhì)基板的背面；所述接地板的背面還貼敷了一塊高介電常數(shù)介質(zhì)板。

所述實(shí)用新型多用途標(biāo)簽天線，其中：所述天線的工作頻帶寬度不小于100MHz。

所述實(shí)用新型多用途標(biāo)簽天線，其中：所述輻射貼片是由金屬銅制成且厚度為0.035mm。

所述實(shí)用新型多用途標(biāo)簽天線，其中：所述介質(zhì)基板采用厚度為0.8mm的聚四氟乙烯板。

所述實(shí)用新型多用途標(biāo)簽天線，其中：所述高介電常數(shù)介質(zhì)板厚度為1mm。

所述實(shí)用新型多用途標(biāo)簽天線，其中：所述輻射貼片、介質(zhì)基板、金屬接地板和高介電常數(shù)介質(zhì)板均為橢圓形結(jié)構(gòu)。

有益效果：

本實(shí)用新型多用途標(biāo)簽天線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、合理，制作方便，適用于多種復(fù)雜環(huán)境的橢圓形微帶貼片標(biāo)簽天線，在天線結(jié)構(gòu)上采用金屬接地板，有效地減小了背景物體對(duì)天線的近輻射場(chǎng)的影響，如減小天線的增益、改變天線的阻抗等；當(dāng)背景物體是含水量高的物體時(shí)，可在金屬接地板后貼敷一塊陶瓷、云母等高介電常數(shù)介質(zhì)板，有效地避免了標(biāo)簽天線和背景物體之間的電氣連接，降低了背景物體對(duì)天線輻射強(qiáng)度的損耗；輻射貼片表面采用多個(gè)金屬圓環(huán)相交構(gòu)成，改變最外兩個(gè)圓環(huán)的填充度就可以實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽天線工作諧振頻點(diǎn)的變化，從而可以達(dá)到天線小型化的目的；在輻射貼片表面采用環(huán)形饋線相交的微帶貼片，展寬該標(biāo)簽的工作帶寬，最大工作帶寬大于100MHz，完全能夠覆蓋全球不同區(qū)域的超高頻RFID頻段；介質(zhì)基板采用聚四氟乙烯板，價(jià)格低廉，制作成本低；同時(shí)，天線的輻射貼片、介質(zhì)基板、金屬接地板和高介電常數(shù)介質(zhì)板的形狀都是橢圓形，利用了橢圓的漸變性，使天線在復(fù)雜的使用環(huán)境中有穩(wěn)定的工作性能。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型多用途標(biāo)簽天線的俯視圖；

圖2為本實(shí)用新型多用途標(biāo)簽天線在常用環(huán)境下的側(cè)視圖；

圖3為本實(shí)用新型多用途標(biāo)簽天線在特殊環(huán)境下的側(cè)視圖。

具體實(shí)施方式

如圖1至3所示，本實(shí)用新型多用途標(biāo)簽天線，包括呈橢圓形的輻射貼片1、介質(zhì)基板2和金屬接地板3。

該輻射貼片1是由金屬銅制成的貼片，厚度為0.035mm，其印制于介質(zhì)基板2的正面且表面上設(shè)有多個(gè)呈環(huán)形相交的微帶貼片11；該微帶貼片11構(gòu)成一個(gè)類似于對(duì)稱環(huán)形相交偶極子天線的結(jié)構(gòu)，通過調(diào)節(jié)微帶貼片11的圓環(huán)個(gè)數(shù)、半徑大小以及圓環(huán)填充度可以調(diào)整天線的諧振頻率、輸入阻抗和工作帶寬；同時(shí)，由于微帶貼片1的圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，迫使電流在相同的輻射貼片1表面上，增大其流動(dòng)路徑，也相當(dāng)于等效地增加了輻射貼片1的長(zhǎng)度，從而達(dá)到天線小型化的目的；該輻射貼片1的中心設(shè)置有RFID芯片5，該芯片5通過微帶饋線與輻射貼片1連接。

該介質(zhì)基板2采用厚度為0.8mm的聚四氟乙烯板，價(jià)格低廉。

該金屬接地板3由金屬銅制成，厚度為0.035mm，其印制于該介質(zhì)基板2的背面，采用金屬接地板3來隔離輻射貼片1和高含水量物體，降低高含水量物體對(duì)輻射貼片1產(chǎn)生的高電磁損耗，有效地保證了天線的輻射效率和輻射距離。

該金屬接地板3的背面貼敷了一層厚度為1mm的高介電常數(shù)介質(zhì)板，如陶瓷、云母等，用于穩(wěn)定標(biāo)簽天線貼敷在水、血液等特殊物體表面時(shí)的工作性能，有效地降低了特殊介質(zhì)對(duì)天線的輻射損耗，減小了電磁波的向下輻射，提高了天線的輻射利用率；同時(shí)也使天線在不同的環(huán)境下，具有穩(wěn)定的工作性能。

本實(shí)用新型的標(biāo)簽天線工作頻帶寬度不小于100MHz，完全能夠覆蓋全球不同區(qū)域的超高頻RFID頻段。本實(shí)用新型的標(biāo)簽天線能同時(shí)在金屬、血液、肌肉、水及其混合物等多種物體表面正常工作。本實(shí)用新型的標(biāo)簽天線是橢圓形，其長(zhǎng)軸為38mm，短軸為16mm，利用了橢圓的漸變性，使天線在復(fù)雜的使用環(huán)境中有穩(wěn)定的工作性能。

經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，在保證天線的輻射面積的條件下，改變輻射貼片1的形狀，如：圓形、多邊形等，天線的工作性能保持穩(wěn)定，具有很強(qiáng)的適用性。

本實(shí)用新型設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、合理，適用于多種復(fù)雜環(huán)境的橢圓形微帶貼片標(biāo)簽天線，采用金屬結(jié)構(gòu)的接地板，有效地減小了背景物體對(duì)天線的近輻射場(chǎng)的影響，如減小天線的增益、改變天線的阻抗等；當(dāng)背景物體是含水量高的物體時(shí)，在金屬接地板后貼敷一塊如陶瓷、云母等高介電常數(shù)介質(zhì)板，有效地避免了標(biāo)簽天線和背景物體之間的電氣連接，減小了背景物體對(duì)天線輻射強(qiáng)度的損耗；輻射貼片采用多個(gè)金屬圓環(huán)相交構(gòu)成的微帶貼片，改變最外兩個(gè)圓環(huán)的填充度就可以實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽天線工作諧振頻點(diǎn)的變化，從而可以達(dá)到天線小型化的目的。