[发明专利]射频识别标签的平板天线

说明书

技术领域

本发明是关于一种平板天线，且特别是关于一种适用于射频识别(radiofrequency identification，简称RFID)标签的平板天线。

背景技术

近年来射频识别系统因具有非接触识别、同时读取多个标签、以及数据安全性等优点，而逐渐取代现有的条形码标签系统。射频识别系统的应用范围相当地广泛，例如门禁卡、悠游卡、植物识别芯片等，且未来还可朝向物流控管、图书管理、及医疗药物管理等应用。

射频识别系统主要包括读码系统(reader system)与标签系统(tag system)。读码系统利用电磁信号将标签讯息传送至标签系统。标签系统利用平板天线收发电磁信号，并借由标签芯片判别电磁信号所承载的标签讯息，而决定是否将标签讯息回传至读码系统。在读码系统与标签系统一来一往传送标签讯息的过程中，标签系统是有否有足够的功率正常动作，或者是否能将标签讯息回传至读码系统，都取决于平板天线与标签芯片的阻抗匹配。因为当平板天线与标签芯片有良好的阻抗匹配时，平板天线与标签芯片之间将有最大的功率传递。

一般标签系统采用双偶极天线(dipole antenna)作为平板天线的设计。如图1的传统平板天线结构示意图所示，传统平版天线100包括介质板110与双偶极天线120，其中双偶极天线120配置在介质板110的表面111上。然而，传统平版天线100往往因双偶极天线120的尺寸过大，而无法达到微型化的目的。

为了解决上述问题，传统平板天线200采用双偶极天线结合分形(fractal)结构的方式，进行平板天线的设计。如图2的另一传统平板天线结构示意图所示。为了达到微型化的目的，传统平板天线200将双偶极天线120进行分化，使传统分形偶极天线210具有因分化而形成的分形结构，其中分形结构意指传统分形偶极天线210由多个次辐射组件(比如图2标示出的次辐射组件211～216)所构成，且每一次辐射组件都拥有相同的几何图形(比如正三角形)，而传统分形偶极天线210的宽度与高度则如图2的箭头符号所示。然而，传统平板天线200虽然达到了微型化的目的，但其所采用的50欧姆匹配观念，却无法与标签芯片达到良好的阻抗匹配。

综上所述，传统平板天线在应用上无法兼顾微型化与阻抗匹配的目的。换句话说，射频识别系统在使用传统平板天线下，其所涵盖的识别距离将因此而受到限制，而无法广泛地应用在其它系统中。

发明内容

本发明的目的是提供一种射频识别标签的平板天线，通过对分形偶极天线的高度与宽度进行最佳化的设计，进而达到平板天线与标签芯片之间的良好阻抗匹配与微型化的目的。

为达上述或是其它目的，本发明提出一种射频识别标签的平板天线，用以收发电磁信号。此平板天线包括介质板与分形偶极天线。分形偶极天线配置在介质板的表面上，且分形偶极天线的高度为电磁信号的半波长的0.3～0.7倍，分形偶极天线的宽度为电磁信号的半波长的0.7～1.1倍。

在本发明的一实施例中，上述的分形偶极天线包括信号馈入线组、第一辐射组件、以及第二辐射组件。信号馈入线组用以传送信号。第一与第二辐射组件具有分形结构，且第一与第二辐射组件的第一侧耦接至信号馈入线组。此外，第二辐射组件与第一辐射组件对称于信号馈入线组的两侧。其中分形偶极天线的高度为第一辐射组件的第二侧至第二辐射组件的第二侧的距离，分形偶极天线的宽度为第一辐射组件的第二侧的宽度。

本发明还提出一种射频识别标签的平板天线，适用于一标签芯片以收发电磁信号。此平板天线包括介质板与分形偶极天线。分形偶极天线配置在介质板的表面上，且分形偶极天线的高度为电磁信号的半波长的0.3～0.7倍，分形偶极天线的宽度为标签芯片的虚部阻抗值的1～2倍，且上述宽度的单位为毫米，标签芯片的虚部阻抗值的单位为欧姆。

在本发明的一实施例中，上述的分形偶极天线包括信号馈入线组、第一辐射组件、以及第二辐射组件。信号馈入线组用以传送信号。第一与第二辐射组件具有分形结构，且第一与第二辐射组件的第一例耦接至信号馈入线组。此外，第二辐射组件与第一辐射组件对称于信号馈入线组的两侧。其中分形偶极天线的高度为第一辐射组件的第二侧至第二辐射组件的第二侧的距离，分形偶极天线的宽度为第一辐射组件的第二侧的宽度。