[发明专利]加载折合振子的平面U型RFID近场读卡器天线

说明书

技术领域

本发明涉及用于UHF频段的RFID近场读卡器天线技术领域，具体涉及用于UHF频段的平面U型贴片加载弯折折合振子RFID近场读卡器天线。

背景技术

射频识别（Radio Frequency Identification，简称RFID）技术是一项利用射频信号通过空间耦合（交变磁场或电磁场）实现高速无线数据传输，并以此实现自动识别和自动控制等功能的技术。随着物联网的提出和发展，作为传感网络中不可或缺的重要组成部分，RFID技术将得到更加广泛的应用。

实际上，RFID技术在不少领域已经得到了实际应用，如第二代身份证、奥运门票都内置了RFID芯片，而高速公路上的ETC电子不停车收费系统也使用了RFID技术。近来，中国移动400亿入股浦发银行及中国银联宣布新一代手机支付业务将进入大规模试点阶段，表明手机支付作为物联网和移动互联网融合的商业模式正在走向成熟。手机RFID系统不仅可以实现手机支付，同时也可以起到防伪等作用，因此，研究手机RFID系统具有较高的商业价值和实际意义。

手机终端上应用RFID的实际环境对于读卡器天线提出了具体的要求，即要求天线的近场化和小型化。一方面，目前UHF和微波射频识别系统是基于阅读器与标签之间的电磁波传播和反向散射工作的系统，工作距离相对较长，数据传输速率高，但是由于以此方式进行工作的UHF射频识别系统更容易受邻近介质物体的影响，无法穿透含水物质等限制，因此，在药物、零售业、物流等领域，其系统的功能受很大限制。基于传统的UHF频段RFID系统的缺点，近年来近场耦合RFID系统的研究得到越来越多的重视。近场耦合RFID系统使用磁场耦合，在天线近场区工作，工作距离短于传统UHF频段RFID系统，并在液体环境下有较好的性能，适合用于物品级（Item Level Tagging）标签识别（即满足对每一个物品进行识别），其性能上与传统UHF频段RFID系统互补。如今，采用近场耦合UHF＋传统UHF频段做成的RFID系统是大势所趋。它可以弥补传统UHF频段RFID系统的很多缺点。另一方面，在实际应用中，使用手持移动终端对所消费的商品或服务进行账务支付，手机和贴有标签的商品之间的距离不会太长，一般情况下标签都工作在读卡器天线的近场区，如果使用传统的UHF频段读卡器天线，其有效读卡范围为1m以上，读卡时不仅可以读取到近场区的目标物标签，同时也可能会读取处在远场区中的非目标物标签，甚至产生相互干扰，影响到系统的正常工作。因此，近场天线的设计是实现手机RFID重要环节。另外，移动手持设备要求轻便灵活，因此，作为外置于手持设备上的读卡器天线同样具有小型化的设计需求。以目前最常见的手机尺寸为参考，手机RFID读卡器天线的最大尺寸应小于4cm。传统的基于远场散射工作的UHF频段RFID读卡器天线，其尺寸在                                                到之间，远不能满足手机RFID读卡器天线的设计要求。现有的移动RFID读卡器天线虽然在小型化上有了明显的改进，但仍有进一步缩小的余地，如文献[1]中提出的电容加载折叠偶极子天线，其天线最大尺寸为46.5mm，将其用于手机上仍显笨重，故天线的小型化有待进一步的研究和改进。

本发明基于弯折折合振子天线提出了一个结构简单的，用于近场阅读的小型UHF频段手机RFID读卡器天线，能够很方便地与手机读卡器集成。

 

发明内容

本发明的目的在于克服RFID读卡器天线现有技术存在的不足，提供一种加载折合振子的平面U型RFID近场读卡器天线，要求天线的小型化和近场电磁场分布的均匀，从而提高读卡效率和抗干扰能力，具体技术方案如下。

加载折合振子的平面U型RFID近场读卡器天线，其包括折合振子左臂、折合振子右臂、介质基板、反射板以及由矩形连接线和矩形贴片组成的T型微带连接线；所述折合振子左臂和折合振子右臂相互对称，两者构成辐射体附着在介质基板的正面；由所述反射板以及T型微带连接线构成的匹配电路位于介质基板的背面，T型微带连接线的下端与反射板连接，矩形贴片对应T型微带连接线的上端。