[发明专利]一种圆极化的电子标签天线及其设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及射频识别(RFID，Radio Frequency Identification)的天线技 术，尤其涉及RFID的一种圆极化的电子标签天线及其设计方法。

背景技术

目前市场上出现或系统物流等应用的电子标签天线都为线极化天线，这在 物流管理上有很大的不便。如果对应使用的阅读器天线为线极化天线，这样 标签的射程较远，那么贴有标签的物体在清点或运输的过程当中不能随意翻 动，因为翻动过后会使标签的极化与阅读器的极化失配，导致无法识别该标 签，给应用带来极大的不便；如果对应使用的阅读器天线为圆极化天线，那 么与线极化标签的极化失配将损失3dBi的增益，会使标签的射程变近。因此， 需要针对电子标签天线进行一些改进。

由于圆极化的一些特征使得圆极化天线的尺寸要足够大，所以对于尺寸 要求小型化的电子标签天线要设计成圆极化存在一定困难。现有的圆极化标 签天线多是环或圆片双馈电点激励。通常，环天线的射程很小，最大辐射仅 在标签边缘处；而圆片双馈电天线尺寸又非常大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种圆极化的电子标签天线及其设计 方法，通过巧妙地设计圆极化的电子标签天线，使电子标签射程远且无方向 性约束，因而使用方便。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种圆极化的电子标签天线的设 计方法，该方法首先满足圆极化天线的基本条件，使得天线产生的圆极化波 的电场矢量空间正交、振幅相等以及相位差为正90度或负90度；其次，为 增大天线的射程而设计天线的电场耦合部分，在天线上找到与馈电点距离相 等且相互正交的两处，并使得两处的电场强度的变化相等。

进一步地，电场矢量空间正交通过采用电流同向且空间角度为90度的两 个振子实现；将天线上相位调节部分的尺寸定为1/4波长，通过调节电子标 签芯片的位置，来调节相位调节部分的几何尺寸，使得相位差为正90度或负 90度。

进一步地，电场矢量空间正交通过采用两个环天线实现；通过移动馈电 点位置作为相位调节部分，使环中有空间正交关系的折线段产生正90度或负 90度的相位差；或者，通过增加或减少环上一折线长度作为相位调节部分， 使有空间正交关系的折线段产生正90度或负90度的相位差。

进一步地，设计电场耦合部分，将天线上连接相位调节部分且相互正交 的两处到馈电点距离调为相等，通过调节电场耦合结构中各耦合部分之间的 距离和尺寸，使得相互正交的两处其电场强度的变化相等。

进一步地，该天线尺寸小，且天线几何形状为环状或近似为环状，以及 相互正交的两处到馈电点的距离相等，故振幅相等。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种圆极化的电子标签天线，该 天线产生的圆极化波的电场矢量空间正交、振幅相等以及相位差为正90度或 负90度，且该天线上与馈电点距离相等及相互正交的两处，其电场强度的变 化相等。

进一步地，该天线采用电流同向且空间角度为90度的两个振子实现；该 天线上相位调节部分的尺寸为1/4波长，该相位调节部分的几何尺寸用于调 节相位差为正90度或负90度。

进一步地，该天线采用两个环天线实现；移动环天线的馈电点位置用于 作为相位调节部分，或者增加或减少环天线上一折线长度用于作为相位调节 部分，以调节相位差为正90度或负90度。

进一步地，该天线上连接相位调节部分且相互正交的两处到馈电点距离 调为相等，电场耦合结构中各耦合部分之间的距离和尺寸，用于调节相互正 交的两处其电场强度的变化相等。

进一步地，该天线尺寸小，且天线几何形状为环状或近似为环状，以及 相互正交的两处到馈电点的距离相等，故振幅相等。

本发明的圆极化标签天线经过巧妙地设计，在电子标签上很好地实现了 圆极化天线方案，且天线具有很远的射程。另外，由于本发明对标签附着物 体无方向性约束，故能适用于使用线极化的阅读器天线；并且，由于本发明 的标签天线增益达到了3.3dBi，因而也能在使用圆极化的阅读器天线时使标 签射程很远，从而达到了使用方便的目的。本发明不限于物流管理的远距离、 无方向性的电子标签天线。

附图说明

图1是圆极化波电场矢量示意图；

图2是采用电流同向空间90度振子的圆极化天线结构示意图；

图3是采用环天线结构实现圆极化天线示意图；