[发明专利]一种小型、可调形状的双环形超高频RFID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，尤其是小型化、全向性、可调形状的电子标签。 

背景技术

射频识别（Radio Frequency Identification，简称RFID）技术是一种通过无线射频方式进行非接触式双向数据通信，从而对目标加以识别的技术。射频识别系统通常由阅读器和电子标签组成。电子标签由标签芯片和标签天线组成，通过电磁波与读写器进行数据交换，具有智能读写和加密通信等功能。标签天线是RFID系统中至关重要的组成部分，RFID系统通过标签天线发射、接收电磁波，从而实现阅读器对电子标签的识别。 

射频识别系统主要工作在低频、高频、超高频和微波频段。其中，工作在超高频（UHF）频段的射频识别系统由于具有体积小、读取距离远、数据传输速率高等优点而受到广泛关注和研究。目前，超高频标签天线多采用单面弯折偶极子结构，通过不同方法优化弯折形状来达到减小体积和提高性能等目标，但是，这种基于弯折偶极子结构的标签天线体积仍然较大，性能也不够好，需要采用其它原理和结构来进一步改进。 

发明内容

本发明的目的是将一种源于MNG（Mu-Negative）材料的近场谐振寄生结构——开口环引入超高频标签天线的设计中，设计一种区别于传统弯折偶极子天线的新型标签天线结构，从而实现使标签天线进一步小型化并且具有较高性能的目标。采用本发明所述结构的标签天线体积超小，并且具有很高的效率和全向性以及广泛的适用性，只需简单调节就可应用于其它标签芯片和工作频率，并且可以根据不同应用环境，对标签形状进行调整，例如：圆形、矩形、椭圆形等。本发明提供了一种解决标签天线进一步小型化问题的方法，特别适合在需要标签天线小型化、全向性和对标签形状有特殊要求的领域进行应用。 

本发明的技术方案为： 

一种小型、可调形状的双环形超高频RFID标签天线，其特征在于，所述标签天线包括：双环形导体结构、基板、RFID标签芯片； 

所述RFID标签芯片与所述双环形导体结构中的内环相连。 

所述天线采用双环形导体结构，内环和外环可以位于所述基板同一面或者正反面。 

所述双环形导体结构的内环与所述RFID标签芯片相连，构成一个闭合环。 

所述双环形导体结构的外环包围内环，外环上有一倒Z形或Z形的缺口。 

所述双环形导体结构的内环和外环可以为矩形、圆形等环状形式。 

所述RFID标签芯片和内环所构成的闭合环在所述基板上的位置可以调整。 

本发明的有益效果是： 

通过在远小于工作波长的贴片磁偶极子附近引入源于MNG材料的开口环结构，提出了一种小型、可调形状的双环形超高频RFID标签天线结构，使标签天线总体积得到进一步减小，不仅具有较好的性能，而且可以根据不同的需求，调整标签形状。双环形结构的内环和外环间没有直接的电气连接，通过耦合传递电流，通过调整电小贴片磁偶极子即内环和外环结构的各边长度和线宽，以及倒Z形或Z形缺口的各边大小可以实现对标签天线的输入阻抗实部和虚部的调整，以实现与标签芯片的共轭匹配，以Monza4芯片为例，标签天线所需实现的输入阻抗为11+j143Ω。 

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。 

图1是本发明工作于915MHz时的优选实施例（矩形环）的三维结构示意图。 

图2是本发明工作于915MHz时的优选实施例（矩形环）的双环形结构示意图。 

图3是本发明工作于915MHz时的优选实施例（矩形环）的S11参数仿真图。 

图4是本发明工作于915MHz时的优选实施例（矩形环）的输入阻抗（理想无耗）仿真图。 

图5是本发明工作于915MHz时的优选实施例（矩形环）的输入阻抗（铜）仿真图。 

图6是本发明工作于915MHz时的优选实施例（矩形环）的增益（理想无耗）仿真图。 

图7是本发明工作于915MHz时的优选实施例（圆形环）的三维结构示意图。 

图8是本发明工作于915MHz时的优选实施例（圆形环）的双环形结构示意图。 

图9是本发明工作于915MHz时的优选实施例（圆形环）的S11参数仿真图。 

图10是本发明工作于915MHz时的优选实施例（圆形环）的输入阻抗（理想无耗）仿真图。 

图11是本发明工作于915MHz时的优选实施例（圆形环）的输入阻抗（铜）仿真图。