[发明专利]多应用环境下的宽带UHF RFID电子标签天线

说明书

技术领域

本发明涉及一种射频识别电子标签天线，具体是涉及一种可应用在超高频段(UHF) 范围内，可直接应用在多种环境下的宽带UHF电子标签天线。

背景技术

射频识别技术是非接触式的识别，是一种通过无线射频方式进行非接触式的双向数据 通信，对目标加以识别并获取相关信息的自动识别技术。射频识别系统主要由阅读器、中 间件以及电子标签三部分所组成。电子标签由片上天线及集成芯片组成，通过电磁波与阅 读器进行数据交换，具有智能读写和加密通信功能。天线是一种以电磁波形式把前端射频 信号功率接收或者发射出去的装置，是电路与空间的界面器件，用来实现导行波与自由空 间波能量的转化。在RFID系统中，电子标签天线承担接收能量的作用，对整个RFID系 统起关键作用。

目前，射频识别的工作频率包括低频，高频，超高频及微波频段，尤其以高频和超高 频的应用最为广泛。射频识别标签按照供电原理可以分为主动(有源)标签和被动(无源) 标签。主动标签自身携带电池为其提供读写器通信所需的能量；被动标签则采用反向散射 工作方式，即通过电子标签天线从读写器中发出的电磁波获得能量激活芯片，并调节射频 识别标签芯片与电子标签天线的匹配程度，将储存在标签芯片中的信息反馈给读写器。因 此，射频识别电子标签天线的阻抗必须与标签芯片的输入阻抗共轭匹配，以使得标签芯片 能够最大限度地获得射频识别读写器所发出的电磁能量。此外，超高频波段的射频对金属 非常敏感，导致目前这种工作频率的被动标签无法在具有金属表面的物体上正常工作。射 频识别应用最为广泛的物流行业多为金属环境，所以金属敏感性这一缺点大大限制了其在 物流行业的应用。

铁氧体磁性材料的应用很广泛，可用于电声、电信、电表、电机中，还可作记忆元件、 微波元件等。可用于记录语言、音乐、图像信息的磁带、计算机的磁性存储设备、乘客乘 车的凭证和票价结算的磁性卡等。就目前技术而言，没有直接将铁氧体材料应用于电子标 签天线的设计。开发适合于多种芯片、低成本、多用途的电子标签天线是射频识别得到广 泛普及的关键技术之一。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺点，提供一种多应用环境下的宽带射频 识别电子标签天线。本发明具有宽带特性，能工作于多种环境中，在多种环境下覆盖多个 不同地区的UHF RFID工作频段。本发明工作在非金属表面环境下可达到10％的相对带 宽，回波损耗＜7.4dB；工作在金属表面环境下可达到9.9％的相对带宽，回波损耗＜7.4dB。 本发明的目的通过如下技术方案实现：

多应用环境下的宽带UHF RFID电子标签天线，其包括上介质基板和下介质基板， 上介质基板和下介质基板之间设有泡沫材料层；所述下介质基板为铁氧体磁性材料，下介 质基板的上表面贴有铜皮地板；上介质基板的上表面附着两个均带有T型缝隙的辐射铜 片；所述两个辐射铜片各开有一缺口，该两缺口分别位于两T型缝隙下方，两个辐射铜 片分开布置于上介质基板的上表面且相互对称；两个辐射铜片各自通过一铜皮短路片连接 到铜皮地板；两个辐射铜片的所述缺口处各自通过一微带线连接至铜皮匹配网络，铜皮匹 配网络上设有天线输入端口。

上述多应用环境下的宽带UHF RFID电子标签天线中，所述铜皮匹配网络带有去除 铜皮的“一”字型缝隙，缝隙大小满足电子标签天线的阻抗与相连的标签芯片阻抗相匹配。

上述多应用环境下的宽带UHF RFID电子标签天线中，所述缺口为长方形。

上述多应用环境下的宽带UHF RFID电子标签天线中，所述两铜皮短路片(21、22) 分别位于所述铜皮地板(31)两侧边上方且左右对称。

所述左右对称辐射单元之间间距宽度可调。

所述对称放置的铜皮短路片宽度和位置可调。

相对于现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：

(1)本发明引入了带有“一”字型缝隙的铜皮匹配网络，通过调节铜皮匹配网络缝 隙大小，用于调整电子标签天线的输入阻抗，使天线的阻抗很好地与电子标签芯片的输入 阻抗共轭匹配，使天线具有较大的带宽。