[发明专利]一种小型化全向UHF-RFID标签天线及其制备方法

说明书

本发明公开了一种小型化全向UHF‑RFID标签天线，其包括天线芯片、辐射天线和介质基板；所述辐射天线包括天线臂、阻抗匹配网络及辐射贴片；所述天线臂是开放型外圈回路；所述辐射贴片以介质基板中心为基准点呈中心对称设置；阻抗匹配网络整体轮廓呈“E”字形；天线芯片与锥形阻抗匹配网络电性连接，形成闭合型内圈回路；所述开放型外圈回路形成单面弯折偶极子天线；所述两个辐射贴片形成用于容性顶载的矩形贴片天线；所述介质基板、闭合型内圈回路、弯折偶极子天线、矩形贴片天线相互配合，在减少辐射天线体积、缩短天线长度的同时，提高天线工作带宽、增益与天线全向性。本发明还公开了该天线制备方法。

技术领域

本发明涉及射频识别与物联网技术领域，特别是涉及一种小型化全向UHF-RFID标签天线及其制备方法。

背景技术

RFID是一种利用射频通信实现的非接触式自动识别技术，它包括电子标签(tag)和读写器(reader)两个主要部分，附有编码的标签和读写器通过天线进行无接触数据传输以完成一定距离的自动识别过程。RFID标签天线一般是指RFID电子标签的应答器天线，是一种通信感应天线，一般与芯片一起组成完整的RFID电子标签应答器。RFID标签天线由于材质与制造工艺不同，分为金属蚀刻天线、印刷天线、镀铜天线等几种。RFID标签天线作为RFID系统的重要组成部分，在实现数据通讯过程中起着关键性作用，因此天线设计是整个RFlD系统应用的关键。

其中UHF-RFID标签天线以其工作频率高、天线与读写器交互数据和能量更多的优点，广泛应用于需收集与交互大量信息的领域，如交通运输、仓储物流、物联网等。标签天线的大量使用可有效加强各个体系之间联系与交互，提升整体系统的效率与准确度。

随着近些年物联网与物流的迅猛发展，尤其是以大数据应用为标志的智慧物流产业兴起，促进物联网体系对数据交互量的重视；而天线的全向性为大量信息交互的效率和准确率提供了稳定保障。同时，随着电路集成程度越来越高，物联网载体及天线芯片逐渐小型化，与其匹配的标签天线也需随之减小结构尺寸，因此，市场对于UHF-RFID标签天线小型化的需求越来越迫切。

现有技术中，中国实用新型CN201822030638.6公开了一种UHF RFID电子标签天线，其包括FPC基板，所述FPC基板上蚀刻有标签天线，所述标签天线包括与芯片信号端连接的环形线圈以及对称且分布在芯片信号端两侧的折叠天线；所述折叠天线包括依次连接的垂直向下的第一折段、水平向左的第二折段、垂直向上的第三折段、水平向左的第四折段及垂直向下的第五折段，所述第一折段与所述芯片信号端间连接有水平向左的第六折段。该实用新型提出的UHF RFID电子标签天线具有耐高温、抗腐蚀以及良好的可弯折性，可减小整个电子标签的尺寸。虽然上述技术方案可以减小整个电子标签的尺寸，但其设计仍存在一定不足：由于天线的阻抗匹配对于能量的接收至关重要，该天线的工作带宽狭窄导致阻抗匹配效果不理想，制约其适用场景并影响读取的准确度；同时，多次弯折的天线臂还会导致耦合电流产生，降低标签天线增益，进而直接影响电子标签读取距离及读取效率；因此，其还不能很好的满足标签天线全向性好、天线工作稳定、厚度薄、读取距离远、读取效率高、工作频点易于调整等需求。

同时，现有技术中，RFID标签天线的三种制造方法分别适用于不同频率的RFID电子标签产品，以获得更高的性价比。其中，低频LF RFID电子标签天线基本是绕线方式制作而成，高频HF RFID电子标签天线利用以上三种方式均可实现，但以蚀刻天线为主，其材料一般为铝或铜，而超高频UHF RFID电子标签天线则以印刷工艺为主，一般不能兼顾蚀刻工艺，不利于批量生产化时提高产品质量和降低生产成本。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明的目的在于，提供一种小型化全向UHF-RFID标签天线及其制备方法，通过同步改进天线的结构及制备工艺，使其不仅满足电子标签小型化需求，还可解决因天线带宽狭窄导致其适用场景受到制约并影响读取准确度的问题；在实现小型化、满足较大阻抗带宽和读取距离的基础上，保证增益与全向性，而且易于制造和产业化。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案是：