[发明专利]电子标签天线

说明书

技术领域

本发明涉及射频通信领域和智能标签领域，尤其涉及一种电子标签天线。

背景技术

近年来，由于射频电子技术的不断发展，特别是射频电子标签的广泛应用，正逐渐改变着人们的生活方式。常见的射频电子标签分为从电源供应方面区分有源和无源两大类；从载波频率方面区分有125KHz（130KHz）的低频频段、13.56MHz的高频频段、433MHz，915MHz的超高频频段、2.4GHz,5.8GHz的微波频段；电子标签的应用无处不在，因此产生了各种形状，适合不同应用要求的产品，使人们的生活更便利更高效。

为了让射频电子标签能够更广泛地应用到日常生活中，一方面从成本上要降低到符合实际应用的需求，在某些场合，使体积缩小到某些特殊应用的场合，便于安装和使用。这就要求产品越做越小，越做越薄。

超高频频段，特别是大量应用的860-960MHz频段的智能标签，电路的天线末端谐振电路大都为偶极子双工收发天线，其天线的长度为工作点频率的波长的一半，按直线型偶极子天线计算，天线的总长度在150~175mm之间，如果要减小产品尺寸，势必要从缩小射频天线的尺寸或采用不同的极化方式两方面想办法。从缩小射频天线角度考虑，减小射频天线的尺寸后，天线的电感量将减小，天线的长度无法匹配到谐振频率的需求，在相同芯片输入电容匹配的情况下，需要加入外部匹配电容器，才能达到860-960MHz的谐振频率。如果从不同的极化方式来考虑，则单极子天线的总长度是工作点频率的波长的四分之一，按直线型单极子天线计算，天线的总长度在75~88mm之间，但如果要实现微型电子标签天线的尺寸，如长宽尺寸小于20mm的微型电子标签天线，则差距还很远。

发明内容

本发明的目的是通过有效利用薄型电介质绝缘层敷铜电路板的分布电容特点和螺旋型辐射天线的分布电感来获得微型化的单极子电子标签天线。

本发明的技术适合在800MHz-5.8GHz的射频智能标签产品中。

电子标签天线，其特征在于，所述的天线由电介质绝缘层、信号端口、馈线、巴伦线、信号辐射单元和接地面构成：

所述的电介质绝缘层为薄板结构；

所述的信号端口为一个信号输入输出端和一个信号地端的组合；

所述的馈线为信号输入输出端到辐射单元的信号传输线路；

所述的巴伦线为馈线和辐射单元连接点到接地面间的连接线；

所述的辐射单元一端连接到馈线和巴伦线的连接点，另一端为开放端；

所述的接地面为设置在信号端口及馈线背面的大片金属层，以电介质绝缘层相隔，和信号地端连接。

进一步的，所述电介质绝缘层为环氧树脂（FR4或BT）、陶瓷（LTCC）或铁弗龙（PTFE）材料，其厚度为50~200um之间其相对介电常数在4~10之间，玻璃转化温度在170~300摄氏度之间。 

再进一步，所述天线从信号端口处具有输入阻抗和电感；

所述的输入阻抗和电子标签芯片的输入阻抗共扼匹配；

所述的电感和芯片的内部容性部件满足所述工作频率处的谐振条件。

再进一步，所述天线辐射单元具有螺旋型微带结构，螺旋型微带辐射单元加强了所述电感的量，使辐射单元的长度和巴伦线的长度总和远小于天线工作频率处的波长的四分之一。

再进一步，所述天线图案的正反面重叠的图案形成平板电容器，和螺旋型微带辐射单元并联连接，进一步缩小辐射单元的长度和巴伦线的长度总和。

再进一步，所述的电子标签天线为方形薄板结构，其长度和宽度在1mm-20mm之间；天线的厚度在0.05mm-1.0mm之间。

再进一步，所述的电子标签天线和电子标签芯片组成的射频电路，其工作频率为800MHz-5.8GHz。

本发明的电子标签天线，实现了微型电子标签的结构，使电子标签天线的长宽尺寸可以小于 20mm，所实现的电子标签产品体积小，可用于各种应用环境中。

通过该技术实现的电子标签天线，有效满足本领域的需求，具有极好的实用性、创造性和新颖性。

附图说明

图1为本发明的微型智能标签的天线的等效传输线模型。

图2 为本发明的微型智能标签的天线的输入阻抗和天线长度的关系图。

图3为本发明的微型智能标签的天线的引入电感及无电感的输入阻抗和天线长度的关系图。

图4 为本发明的微型智能标签的天线的引入电容、电感及无电感的输入阻抗和天线长度的关系图。