一種小型化2.45GHz無源射頻標簽天線的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于于射頻識別系統(tǒng)技術領域，具體設及一種微波波段無源射頻標簽 天線。
【背景技術】
[0002] 射頻識別（RFID)基本系統(tǒng)由兩部分組成；讀寫器和電子標簽。根據電子標簽工作 時的供電方式不同，將RFID系統(tǒng)分為無源RFID系統(tǒng)、半無源RFID系統(tǒng)和有源RFID系統(tǒng)。
[0003] 無源RFID系統(tǒng)的電子標簽即稱為無源電子標簽，目前的典型結構是由標簽巧片、 標簽天線和標簽基板=部分組成。無源電子標簽的應用常常附著于待識別物品的表面，甚 至嵌入待識別物品內部或包裝層中。為適合應用需求的多樣性要求，無源電子標簽的小型 化設計、變形化設計是電子標簽設計主要方面。無源電子標簽的外形主要決定于標簽天線 的外形，因而標簽天線的設計在很大程度上決定著標簽巧片性能的發(fā)揮。
[0004] 無源電子標簽工作的前提條件是標簽巧片獲得能量必須超過巧片工作的最小口 限功率Pmin，也稱其為無源電子標簽的靈敏度。因而，為了提高無源電子標簽在給定讀寫器 場強下的有效閱讀距離，從標簽天線設計角度應盡可能達到標簽天線阻抗在工作頻帶內與 標簽巧片阻抗的最佳匹配，W實現標簽天線在讀寫器場中向標簽巧片傳送最大的功率。文 獻[1]對該樣的技術做了全面總結。標簽天線設計的基本思路即是改變天線的阻抗曲線， 匹配標簽巧片的阻抗曲線。具體的實現方法可歸結為天線的各種加載技術。典型的加載方 法有；利用集總元件加載；利用介質材料加載；利用短路技術加載；利用天線的周圍環(huán)境加 載；利用天線的彎折或孔徑變化實現加載。其實，該種改變天線結構的加載技術和分形天線 的基本思想是一致的，而分形天線的設計思想又源于分形幾何或分形理論的發(fā)展。
[0005] 在低頻和高頻波段，標簽已經發(fā)展相對成熟，主要商用于近距離識別系統(tǒng)。而在超 高頻和微波波段的RFID標簽方面，尤其是無源標簽方面，我國正致力于打破國外壟斷，形 成自己的標準與體系。而天線作為RFID標簽重要的一部分，日益受到國內外研究人員的重 視。標簽天線在向小型化，寬頻帶，遠識別距離和低成本等方向發(fā)展，相信W后會有廣闊的 市場空間。
[0006] 在微波波段，全球使用頻帶范圍是2. 4-2. 484GHz，國際IS018000-4標準是 2. 4-2. 5細Z。 【實用新型內容】
[0007] 本實用新型的目的是實現一種小型化全向性的微波波段無源標簽天線。
[0008] 本實用新型解決其技術問題采用的技術方案是；一種小型化2. 45GHz無源射頻標 簽天線，它包括介質基板W及設置在介質基板上的天線主體和標簽巧片，其特征在于：標簽 巧片設置于介質基板的中間位置，標簽巧片兩側連接有相互中屯、對稱布置的天線主體，天 線主體分為第一枝節(jié)和第二枝節(jié)兩部分，其中第一枝節(jié)由HUbed分形結構和彎折偶極子 構成，第二枝節(jié)圍繞第一枝節(jié)形成自身偶極子。
[0009] 所述的天線主體是由寬度為0. 2mm的銅巧貼片構成。
[0010] 所述的介質基板的長L是30mm，寬W是7. 3mm。
[001U 所述的標簽巧片為Atmel公司的ATA5590射頻標簽巧片，該標簽巧片在2. 45GHz 巧片阻抗為10-j30歐姆。
[0012] 所述的標簽巧片的長L1是3mm，寬化是2. 5mm。
[0013] 所述的標簽巧片與兩側的第一枝節(jié)的過渡段L2的長度是1mm。
[0014] 所述的標簽巧片經過渡段L2通過阻抗調節(jié)臂P及第=枝節(jié)Q分別與第一枝節(jié)和 第二枝節(jié)連接，阻抗調節(jié)臂P的長度是2mm，阻抗調節(jié)臂P的寬度是0. 4mm，第S枝節(jié)Q的長 度是3mm。
[0015] 所述的第一枝節(jié)的HUbed分形結構距用于連接標簽巧片的第S枝節(jié)Q的長度 a 是 0. 5mm，Hnbe;rt 分形結構各部分長度分別為；b = 1. 6mm，C = 1. 6mm，d = 3. 6mm，e = 1. 9mm ;彎折偶極子長度分別為；f = 0. 6mm，g = 2. 8mm，h = 2. 4mm，k = 5mm。
[0016] 所述的第二枝節(jié)的彎折偶極子各部分長度分別為；m = 0. 5mm，n = 12. 2mm，r = 6. 8mm，s = 12. 2mm。
[0017] 所述的介質基板厚度H是0.5mm，相對介電常數e是2. 65。
[0018] 本實用新型的有益效果：本實用新型提供的該種2. 45GHz無源射頻標簽天線，為 了保證天線的全向性，天線主體采用的是對稱偶極子天線模式，同時，為了最大限度減小天 線尺寸，天線主體采用1階HUbed分形結構W及彎折偶極子組合的方式進行鋪展，由于 Hi Aed分形結構具有自相似性和自填充性，能在保證福射效率的條件下，最能有效填充空 間面積。彎折偶極子自身電流相位相反，相互抵消，有效減小諧振頻率，減小天線尺寸，因 此，本實用新型天線結合該兩種結構有效利用空間面積，大大減小了天線尺寸，最終小型化 尺寸僅為30mm*7. 3mm。同時在小型化的基礎上，天線主體分兩個枝節(jié)共同作用拓展帶寬，保 證福射效率，覆蓋全球所需范圍，其最大增益接近2地i。
【附圖說明】
[0019] W下將結合附圖對本實用新型做進一步詳細說明。
[0020] 圖1是該天線的S維結構示意圖。
[0021] 圖2是該天線結構的反面俯視圖。
[0022] 圖3是天線在微波波段能量反射系數參數圖。
[0023] 圖4是天線在微波波段福射方向圖。
[0024] 圖中；1、標簽巧片；2、第一枝節(jié)；3、第二枝節(jié)；4、介質基板；5、HUbed分形結構； 6、彎折偶極子。
【具體實施方式】
[0025] 為進一步闡述本實用新型達成預定目的所采取的技術手段及功效，W下結合附圖 及實施例對本實用新型的【具體實施方式】、結構特征及其功效，詳細說明如下。
[0026] 實施例1
[0027] 如圖1所示，本申請的小型化2. 45GHz無源射頻標簽天線，它包括介質基板4 W及 設置在介質基板4上的天線主體和標簽巧片1，標簽巧片1設置于介質基板4的中間位置， 標簽巧片1兩側連接有相互中屯、對稱布置的天線主體，天線主體分為第一枝節(jié)2和第二枝 節(jié)3兩部分，其中第一枝節(jié)2由Hilbed分形結構5和彎折偶極子6構成，第二枝節(jié)3圍繞 第一枝節(jié)2形成自身偶極子。
[002引為了保證天線的全向性，上述天線主體采用的是對稱偶極子天線模式，對于對稱 偶極子，其臂長一般為福射波長的四分之一，當減小極子臂寬時，其臂的等效電感會變大， 所W臂寬越窄，其對應相同福射波長的臂長越短。因此，本實用新型的天線主體是由寬度為 0. 2mm的銅巧貼片構成。
[0029] 同時，為了最大限度減小天線尺寸，天線主體采用1階化化6的分形結構5化及彎 折偶極子6組合的方式進行鋪展。之所W利用1階化化ed分形結構5,是因為其具有自相 似性和自填充性，能在保證福射效率的條件下，最能有效填充空間面積。彎折偶極子6自身 電流相位相反，相互抵消，有效減小諧振頻率，減小天線尺寸。因此，本實用新型天線結合該 兩種結構有效利用空間面積，大大減小了天線尺寸，使介質