專利名稱：可增強定向輻射性能的超高頻折疊電子標簽天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型主要涉及到射頻識別(RFID)系統(tǒng)領(lǐng)域，特指一種電子標簽定向天線。
背景技術(shù)：
隨著產(chǎn)品電子編碼(EPC)和物聯(lián)網(wǎng)的研究與發(fā)展，超高頻(UHF)電子標簽的設(shè)計越來越受到人們的關(guān)注。射頻識別(RFID)系統(tǒng)由電子標簽與讀寫器構(gòu)成，其工作過程是， 讀寫器產(chǎn)生特定頻率的電磁波并通過空間耦合方式發(fā)送出去(發(fā)送提問信號)，當讀寫器進入電子標簽的讀取距離時電子標簽接收到該提問信號并將讀寫器發(fā)送的電磁波進行反向散射偶合后返回給讀寫器(回復(fù)應(yīng)答信號)。由于電子標簽方便、有效，電子標簽被人們廣泛應(yīng)用于物流運輸和供應(yīng)鏈管理中。 常用的方法是將RFID電子標簽直接貼在包裝箱表面某個平整區(qū)域，但是這種將標簽布置在包裝箱某個平面上的方法具有局限性。包裝箱電子標簽的輻射效率受到包裝物品內(nèi)容很大的影響。如果包裝物品是水或油等可以吸收電磁波的介質(zhì)，或者是金屬等可以在特定方向反射電磁波的介質(zhì)，則電子標簽的輻射效率將大幅降低。在RFID應(yīng)用中，要應(yīng)對電磁輻射效率下降問題的方法主要有加大天線增益，試圖穿透電磁吸收物質(zhì)；或者采用多天線方法，使部分天線能從不同角度接受電磁信號。還有另一種方法是在包裝中使用方向性天線，通過對天線的調(diào)節(jié)和設(shè)計，在某個方向增大增益或?qū)⑤椛浼械侥硞€沒有電磁障礙的方向。但是，往往這種結(jié)構(gòu)均較為復(fù)雜。
實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題在于針對現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本實用新型提供一種結(jié)構(gòu)簡單緊湊、成本低廉、制作簡便、可貼合于包裝箱的棱角設(shè)計、使得在包裝箱某棱角方向能提供更高的輻射增益、增大電子標簽的閱讀距離、提高電子標簽的閱讀穩(wěn)定性的可增強定向輻射性能的超高頻折疊電子標簽天線。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用以下技術(shù)方案—種可增強定向輻射性能的超高頻折疊電子標簽天線，其特征在于包括射頻IC 芯片、輻射天線單元以及引向器天線單元，所述輻射天線單元與引向器天線單元呈平行分布并相隔一定距離，所述輻射天線單元包括第一天線單元和第二天線單元，所述射頻IC芯片連接于第一天線單元和第二天線單元之間，所述第一天線單元與第二天線單元以射頻IC 芯片為中心呈對稱分布。作為本實用新型的進一步改進所述第一天線單元和第二天線單元分別位于相互呈90°夾角的兩個平面內(nèi)，所述引向器天線單元沿第一天線單元與第二天線單元之間的中心線折疊成兩部分且兩部分分別位于相互呈90°夾角的兩個平面內(nèi)。所述第一天線單元和第二天線單元上均設(shè)有用來連接射頻IC芯片的芯片連接端子。[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點在于本實用新型的可增強定向輻射性能的超高頻折疊電子標簽天線折疊的標簽天線，結(jié)構(gòu)簡單緊湊、成本低廉、加工制作方便，能夠更好的適應(yīng)包裝箱產(chǎn)品外觀上的棱角，即便彎曲也能很好貼合產(chǎn)品包裝箱；同時利用了折疊的棱角，令電子標簽天線在棱角引向器方向具有高增益，使得標簽作用距離更遠，信號更強，可用于物流運輸、供應(yīng)鏈管理等各種遠距離非接觸式管理中。
圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型在具體應(yīng)用實例中的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實用新型做E平面增益的仿真結(jié)果示意圖。圖例說明1、端子；2、輻射天線單元；3、引向器天線單元；4、射頻IC芯片；5、包裝箱。
具體實施方式
以下將結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步詳細說明。如圖1所示，本實用新型的可增強定向輻射性能的超高頻折疊電子標簽天線，包括射頻IC芯片4、輻射天線單元2以及引向器天線單元3，輻射天線單元2與引向器天線單元3呈平行分布并相隔一定距離，輻射天線單元2包括第一天線單元和第二天線單元，射頻 IC芯片4連接于第一天線單元和第二天線單元之間，第一天線單元與第二天線單元以射頻 IC芯片4為中心呈對稱分布。參見圖2，以將本實用新型應(yīng)用于包裝箱5為例，第一天線單元和第二天線單元分別位于相互呈90°夾角的兩個平面內(nèi)，引向器天線單元3沿第一天線單元與第二天線單元之間的中心線折疊成兩部分且兩部分分別位于相互呈90°夾角的兩個平面內(nèi)。即，整個天線都以第一天線單元與第二天線單元之間的中心線呈鏡面對稱狀，避開射頻IC芯片，沿接近中心線的折疊線折疊形成90°夾角，輻射天線單元2的兩部分天線單元相互垂直，引向器天線單元3則沿折疊的兩部分相互垂直。本實施例中，進一步在第一天線單元和第二天線單元上均設(shè)有用來連接射頻IC 芯片4的端子1。輻射天線單元2的長度為天線工作波長的三分之一左右，寬度略小于其長度的八分之一。引向器天線單元3的長度略小于半波長，引向器天線單元3和輻射天線單元2的距離與輻射天線單元2的寬度相當。在制作包裝箱的過程中，將標簽天線放置到包裝箱5有90度夾角的棱角上，對準天線的折疊線(即第一天線單元與第二天線單元之間的中心線)和包裝箱5的棱角折疊線， 完成射頻IC芯片4和其他電子芯片的封裝后，對包裝箱5進行折疊成90度角時，自然完成天線的折疊，形成超高頻折疊電子標簽。其中，盡管天線是對稱的，但由于輻射天線單元2 中心需要放置射頻IC芯片4，所以，天線不是完全對稱折疊的，折疊線略偏于一邊，略超過芯片連接端子1。帶引向器天線單元3的折疊天線在包裝箱5的棱角處形成90°夾角，在沿著包裝箱5棱角的引向器方向可以有效提高輻射增益，增加輻射的方向性。根據(jù)電磁學原理，略短于半波長的引向器對感應(yīng)信號呈“容性”，電流超前電壓90度；而引向器感應(yīng)的向輻射天線單元2輻射的電磁波又滯后于直接到達輻射天線單元2的信號90度，兩者相互抵消，結(jié)果相位相同，使得信號迭加，輻射強度更加高。而且，將偶極天線折疊，使得電磁波能夠更好的向外輻射。經(jīng)過測試仿真，與普通偶極天線相比，本實用新型的折疊天線能在棱角方向(即圖2的箭頭方向、圖3的-180度方向)，可以將輻射增益從1. 96dB提高至4. 15dB，其提高的效果非常明顯。如圖3所示，為本實用新型折疊天線的E平面增益仿真結(jié)果。普通的偶極天線有對稱的上下兩個主瓣，輻射比較分散，其最強方向的輻射增益也較小，經(jīng)過仿真，結(jié)果為 1.96dB。由于輻射的總能量是一定的，將普通偶極天線的上主瓣的能量通過引向器集中到下主瓣，就可以提高天線的定向輻射性能。經(jīng)過仿真，如圖3所示，本實用新型可以顯著增大輻射的下主瓣，將最大輻射增益提高至4. 15dB，效果極為顯著。另，本實用新型的電子標簽天線和包裝箱5的生產(chǎn)可一次成型，在棱角引向器方向(圖2中箭頭所示方向、圖3中-180度方向)提供了更高的輻射增益，增大了電子標簽天線的閱讀距離，提高了電子標簽天線的閱讀穩(wěn)定性。以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，本實用新型的保護范圍并不僅局限于上述實施例，凡屬于本實用新型思路下的技術(shù)方案均屬于本實用新型的保護范圍。應(yīng)該提出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理前提下的改進和潤飾， 這些改進和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種可增強定向輻射性能的超高頻折疊電子標簽天線，其特征在于包括射頻IC 芯片(4)、輻射天線單元(2)以及引向器天線單元(3)，所述輻射天線單元(2)與引向器天線單元(3)呈平行分布并相隔一定距離，所述輻射天線單元(2)包括第一天線單元和第二天線單元，所述射頻IC芯片(4)連接于第一天線單元和第二天線單元之間，所述第一天線單元與第二天線單元以射頻IC芯片(4)為中心呈對稱分布。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可增強定向輻射性能的超高頻折疊電子標簽天線，其特征在于所述第一天線單元和第二天線單元分別位于相互呈90°夾角的兩個平面內(nèi)，所述引向器天線單元(3)沿第一天線單元與第二天線單元之間的中心線折疊成兩部分且兩部分分別位于相互呈90°夾角的兩個平面內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可增強定向輻射性能的超高頻折疊電子標簽天線，其特征在于所述第一天線單元和第二天線單元上均設(shè)有用來連接射頻IC芯片(4)的芯片連接端子(1)。
專利摘要本實用新型公開了一種可增強定向輻射性能的超高頻折疊電子標簽天線，包括射頻IC芯片、輻射天線單元以及引向器天線單元，輻射天線單元與引向器天線單元呈平行分布并相隔一定距離，輻射天線單元包括第一天線單元和第二天線單元，射頻IC芯片連接于第一天線單元和第二天線單元之間，第一天線單元與第二天線單元以射頻IC芯片為中心呈對稱分布。本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊、成本低廉、制作簡便等優(yōu)點，可貼合于包裝箱的棱角設(shè)計，使得在包裝箱某棱角方向能提供了更高的輻射增益，增大了電子標簽的閱讀距離，提高了電子標簽的閱讀穩(wěn)定性。
文檔編號H01Q21/00GK202042591SQ20112011770
公開日2011年11月16日 申請日期2011年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月20日
發(fā)明者烏耀益, 蔣江 申請人:蔣江