[发明专利]一种矩形开口环的无芯片RFID湿度传感标签

说明书

本发明涉及一种基于矩形开口环的无芯片RFID湿度传感标签，属于无线能量传输领域，包括金属地板，所述金属地板上设有矩形介质基板，所述介质基板上排列有多个矩形开口环谐振单元，所述的多个矩形开口环谐振单元的高度依次降低，其中最高的矩形开口环谐振单元为传感单元，其余矩形开口环谐振单元为编码单元，所述传感单元上涂覆有湿敏材料；所述的多个矩形开口环谐振单元一侧平行设置有微带传输线，所述微带传输线两端连接有收发端口SMA，所述SMA头连接微带传输线及金属地板。

技术领域

本发明属于无线能量传输领域，涉及一种矩形开口环的无芯片RFID湿度传感标签。

背景技术

传统的湿度传感器电路复杂、成本较高、能耗较大且需电源供电，因此，小型化、低成本、能耗较低且结构简单的湿度传感器成为了当前的研究热点。射频识别技术(RadioFrequency Identification,RFID)作为一种可实现标签与阅读器进行双向通信的自动识别技术，在射频识别系统中，标签阅读器首先向RFID标签发送特定频段的入射信号，标签接收到入射信号后产生谐振，随即生成反馈信号并回传到阅读器，最后在阅读器中读取并解析捕获的频谱信息。利用RFID技术的特点，将其应用于传感领域，设计出兼具身份识别与传感功能的RFID传感标签，为湿度传感器的研究与发展提出了一个新的研究方向。传统的RFID标签属于芯片类标签，其内部含集成电路芯片，用于对标签进行编码，但其成本较高且不易维护。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于矩形开口环的无芯片RFID湿度传感标签，用于湿度检测，优化标签结构，降低标签成本。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于矩形开口环的无芯片RFID湿度传感标签，包括金属地板，所述金属地板上设有矩形介质基板，所述介质基板上排列有多个矩形开口环谐振单元，所述的多个矩形开口环谐振单元的高度依次降低，其中最高的矩形开口环谐振单元为传感单元，其余矩形开口环谐振单元为编码单元，所述传感单元上涂覆有湿敏材料；所述的多个矩形开口环谐振单元一侧平行设置有微带传输线，所述微带传输线两端连接有收发端口SMA，所述SMA头连接微带传输线及金属地板。

进一步，所述金属地板层和谐振单元层厚度相同。

进一步，所述矩形开口环谐振单元包括依次连接的第一横部、第一竖部、第二横部、第二竖部、第三横部，所述第一横部与第二横部等长，第三横部短于第一横部，第二竖部短于第一竖部；所述多个矩形开口环谐振单元的第一竖部和第二竖部依次缩短。

进一步，所述矩形开口环到微带传输线的距离d＝0.15mm，微带线自身宽度D＝1.9mm。

进一步，所述矩形开口环之间的间距相同。

进一步，所述介质基板的相对介电常数为2.2，损耗角正切为0.0009。

进一步，所述湿敏材料为聚乙烯醇PVA，其介电常数与相对湿度呈线性关系。

进一步，金属地板厚度h₀为0.035mm，介质基板厚度h₁为0.787mm，矩形开口环谐振单元厚度h₂为0.035mm，湿敏材料厚度h₃为高出谐振单元层0.2mm。