一種平面圓極化標(biāo)簽天線的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種平面圓極化標(biāo)簽天線，包括：十字交叉的四個(gè)軸，所述四個(gè)軸形成兩個(gè)振子，所述兩個(gè)振子的長(zhǎng)度為半個(gè)波長(zhǎng)或接近半個(gè)波長(zhǎng)。本實(shí)用新型通過使標(biāo)簽天線圓極化，去掉了極化損失，并且降低了設(shè)計(jì)難度。
【專利說明】
一種平面圓極化標(biāo)簽天線
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及天線設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種平面圓極化標(biāo)簽天線。
【背景技術(shù)】
[0002]射頻識(shí)別(RFID，Rad1 Frequency Identificat1n)是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。超高頻RFID技術(shù)是RFID技術(shù)的一種，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離無源識(shí)別，并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽，操作快捷方便。RFID在物流、制造、醫(yī)療、運(yùn)輸、零售、國(guó)防等方面得到了廣泛應(yīng)用。
[0003]超高頻標(biāo)簽需要和讀寫器相互配合使用，為了減小標(biāo)簽方向性的影響，通常讀寫器天線采用圓極化，同時(shí)標(biāo)簽天線采用線極化，這會(huì)造成兩者之間存在極化損失。
[0004]傳統(tǒng)的平面圓極化天線多采用微帶結(jié)構(gòu)形成，微帶天線需要有地，意味著至少需要兩層金屬。RFID標(biāo)簽天線為單層金屬天線，所以RFID標(biāo)簽天線圓極化不能直接使用傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)。因此，如何利用單層金屬實(shí)現(xiàn)圓極化RFID標(biāo)簽天線是亟待解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決現(xiàn)有存在的技術(shù)問題，本實(shí)用新型實(shí)施例期望提供一種平面圓極化標(biāo)簽天線。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型實(shí)施例采用以下方式來實(shí)現(xiàn):
[0007]本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種平面圓極化標(biāo)簽天線，包括:十字交叉的四個(gè)軸，所述四個(gè)軸形成兩個(gè)振子，所述兩個(gè)振子的長(zhǎng)度為半個(gè)波長(zhǎng)或接近半個(gè)波長(zhǎng)。
[0008]其中，所述四個(gè)軸分別為:第一短軸、第二短軸、長(zhǎng)軸及次長(zhǎng)軸;其中，長(zhǎng)軸和次長(zhǎng)軸之間差別小;第一短軸與第二短軸接在一起，長(zhǎng)軸與次長(zhǎng)軸接在一起，第一短軸與第二短軸的連接點(diǎn)和長(zhǎng)軸與次長(zhǎng)軸的連接點(diǎn)之間用金屬連接線連接。
[0009]其中，在金屬連接線上延伸出連接到芯片位置的連接線。
[0010]其中，所述連接線兩條金屬線。
[0011]其中，所述金屬線為弧形或者直線形。
[0012]其中，所述金屬線連接到饋電點(diǎn)，所述饋電點(diǎn)為邦定標(biāo)簽芯片位置。
[0013]其中，第一短軸、第二短軸之間的長(zhǎng)度近似相等。
[0014]其中，所述四個(gè)軸的橫向設(shè)有月牙形結(jié)構(gòu)。
[0015]其中，所述第一短軸和第二短軸通過弧形或折線結(jié)構(gòu)連接在一起，所述次長(zhǎng)軸與長(zhǎng)軸通過中心半圓結(jié)構(gòu)連接在一起。
[0016]其中，所述天線的各部分為弧形或三角形或扇形。
[0017]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種平面圓極化標(biāo)簽天線，通過使標(biāo)簽天線圓極化，去掉了極化損失，并且降低了設(shè)計(jì)難度。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型圓極化天線的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為本實(shí)用新型圓極化天線的設(shè)計(jì)實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)一步詳細(xì)闡述。
[0021]本實(shí)用新型提供一種圓極化標(biāo)簽天線設(shè)計(jì)方法，兼顧圓極化和阻抗匹配。如圖1所示，使用十字交叉的四個(gè)軸，形成兩個(gè)振子。四個(gè)軸分別為短軸、短軸、長(zhǎng)軸、次長(zhǎng)軸。其中，al是短軸，a2是短軸，a3是次長(zhǎng)軸，a4是長(zhǎng)軸。天線的特點(diǎn)是長(zhǎng)軸a4和次長(zhǎng)軸a3之間的差別較小，保證兩振子幅度近似。兩振子長(zhǎng)度應(yīng)選擇在半波長(zhǎng)附近，即短軸+長(zhǎng)軸=半波長(zhǎng)。四軸之間的接法特征如下:al和a2接在一起，a3和a4接在一起，兩節(jié)點(diǎn)(al和a2的連接點(diǎn)、a3和a4的連接點(diǎn))之間用金屬四軸連接線a5連接。
[0022]本實(shí)用新型實(shí)施例中，極化旋向的判斷方法如下:判斷方法為右手法則。具體內(nèi)容為伸出右手，讓右手四指彎向從次長(zhǎng)軸指向長(zhǎng)軸(90度方向)，右手拇指指向方向?yàn)橛倚龍A極化方向。此天線的特點(diǎn)是天線兩面指向的旋向相反。
[0023]例如圖1中，右手手指旋向，從a3指向a4，則右手拇向內(nèi)。所以圖1所示天線，指向紙面內(nèi)的方向?yàn)橛倚龍A極化，指向紙面外的方向?yàn)樽笮龍A極化。
[0024]需要解釋的是，右手螺旋定則(即安培定則):用右手握螺線管，讓四指彎向與螺線管的電流方向相同，大拇指所指的那一端就是通電螺線管產(chǎn)生的磁場(chǎng)的N極。對(duì)于直線電流的磁場(chǎng)，大拇指指向電流方向，另外四指彎曲指的方向?yàn)榇鸥芯€的方向(磁場(chǎng)方向或是小磁針北極所指方向或是小磁針受力方向)。
[0025]手平放狀適用于發(fā)電機(jī)手心為磁場(chǎng)方向，大拇指為物體運(yùn)動(dòng)方向，手指為電流方向，確定導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)在導(dǎo)體中產(chǎn)生的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)方向的定則。右手定則的內(nèi)容是:伸開右手，使大拇指跟其余四個(gè)手指垂直并且都跟手掌在一個(gè)平面內(nèi)，把右手放入磁場(chǎng)中，讓磁感線垂直穿入手心，大拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)方向，則其余四指指向動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的方向。動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的方向與產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向相同。
[0026]本實(shí)用新型實(shí)施例中，實(shí)現(xiàn)阻抗匹配的方法如下:
[0027]為了實(shí)現(xiàn)不影響圓極化性能，調(diào)整過程中應(yīng)當(dāng)不改變四軸和連接線a5的形狀和尺寸。所以調(diào)整阻抗的方法為:在a5軸上延伸出連接線a6，連接到芯片位置a7。通過調(diào)整a6的長(zhǎng)度，以及a6和a5之間的連接點(diǎn)位置，即可調(diào)整天線阻抗。
[0028]本實(shí)用新型有以下幾個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn):
[0029]本實(shí)用新型可在單層平面上實(shí)現(xiàn)圓極化；
[0030]本實(shí)用新型的匹配結(jié)構(gòu)調(diào)整可不影響圓極化性能；
[0031]因?yàn)橛幸陨蟽?yōu)點(diǎn)，本實(shí)用新型不局限于某一種芯片，可以實(shí)現(xiàn)在絕大多數(shù)芯片上的圓極化阻抗匹配。
[0032]天線各部分結(jié)構(gòu)的重點(diǎn)是連接關(guān)系，天線各部分可以用弧形、三角形、扇形等部分實(shí)現(xiàn)，見【具體實(shí)施方式】。
[0033]本實(shí)用新型通過使標(biāo)簽天線圓極化，去掉了極化損失。按雷達(dá)方程，可使得讀寫距離提高約1.4倍。如讀寫器天線為線極化，標(biāo)簽天線為圓極化，則有如下效果。雖然極化損失仍舊存在，但是標(biāo)簽天線可以實(shí)現(xiàn)全方位讀寫，即所謂的3D標(biāo)簽效果。
[0034]下面再結(jié)合一種圓極化天線的設(shè)計(jì)實(shí)例進(jìn)一步說明。
[0035]本實(shí)例采用10微米厚度的導(dǎo)電銀漿印刷特高頻(UHF，Ultra High Frequency)標(biāo)簽天線，采用超高頻芯片進(jìn)行倒裝焊。
[0036]圖2為所設(shè)計(jì)天線示意圖。其中，bl是短軸末端，b2是次長(zhǎng)軸末端，b3是長(zhǎng)軸末端，b4為4個(gè)月牙形結(jié)構(gòu)起到電容加載效果。兩短軸bl通過弧形結(jié)構(gòu)連接在一起，次長(zhǎng)軸b2和長(zhǎng)軸b3通過中心半圓結(jié)構(gòu)b6連接在一起，b6的作用是增大b2和b3的電長(zhǎng)度，并通過不同的弧度形成相位差90度。b5用于連接b6與兩短軸bl間的弧形結(jié)構(gòu)，對(duì)應(yīng)圖1中的a5連接金屬線。b7是從b5結(jié)構(gòu)上引出的兩條金屬線，對(duì)應(yīng)圖1的匹配結(jié)構(gòu)a6，b8是芯片位置，對(duì)應(yīng)圖1的a7。
[0037]可以看到，圖2天線圖形的結(jié)構(gòu)各部分形狀多樣，但是其各部分連接關(guān)系符合圖1的結(jié)構(gòu)。
[0038]根據(jù)次長(zhǎng)軸和長(zhǎng)軸關(guān)系可知，圖2天線垂直紙面指向紙面內(nèi)為右旋圓極化，垂直紙面指向紙面外為左旋圓極化。
[0039]需要特別說明的是，b4的4個(gè)月牙形結(jié)構(gòu)可以增大，以至于互相連接在一起，但是仍舊不改變其基本關(guān)系，所以這種結(jié)構(gòu)也在本實(shí)用新型所述范圍內(nèi)。
[0040]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例，可以通過調(diào)節(jié)bl_b5，來調(diào)節(jié)天線的諧振；
[0041]通過調(diào)整b6可以實(shí)現(xiàn)軸比低于特定值；
[0042]通過調(diào)整b7的兩連接點(diǎn)距離，可調(diào)節(jié)阻抗實(shí)部和虛部抖動(dòng)；
[0043]通過調(diào)節(jié)b7兩金屬條長(zhǎng)度，可調(diào)節(jié)阻抗虛部。
[0044]以上的調(diào)節(jié)順序不能顛倒，則后面調(diào)整的影響對(duì)前面已完成的性能影響很小或者幾乎沒有影響。
[0045]通過實(shí)施本實(shí)用新型的實(shí)施例，可以實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽圓極化天線，并且降低設(shè)計(jì)難度。
[0046]以上所述，僅為本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種平面圓極化標(biāo)簽天線，其特征在于，包括:十字交叉的四個(gè)軸，所述四個(gè)軸形成兩個(gè)振子，所述兩個(gè)振子的長(zhǎng)度為半個(gè)波長(zhǎng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述平面圓極化標(biāo)簽天線，其特征在于，所述四個(gè)軸分別為:第一短軸、第二短軸、長(zhǎng)軸及次長(zhǎng)軸;其中，長(zhǎng)軸和次長(zhǎng)軸之間差別小;第一短軸與第二短軸接在一起，長(zhǎng)軸與次長(zhǎng)軸接在一起，第一短軸與第二短軸的連接點(diǎn)和長(zhǎng)軸與次長(zhǎng)軸的連接點(diǎn)之間用金屬連接線連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述平面圓極化標(biāo)簽天線，其特征在于，在金屬連接線上延伸出連接到芯片位置的連接線。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述平面圓極化標(biāo)簽天線，其特征在于，所述連接線為兩條金屬線。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述平面圓極化標(biāo)簽天線，其特征在于，所述金屬線為弧形或者直線形。6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述平面圓極化標(biāo)簽天線，其特征在于，所述金屬線連接到饋電點(diǎn)，所述饋電點(diǎn)為邦定標(biāo)簽芯片位置。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述平面圓極化標(biāo)簽天線，其特征在于，第一短軸、第二短軸之間的長(zhǎng)度相等。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述平面圓極化標(biāo)簽天線，其特征在于，所述四個(gè)軸的橫向設(shè)有月牙形結(jié)構(gòu)。9.根據(jù)權(quán)利要求2所述平面圓極化標(biāo)簽天線，其特征在于，所述第一短軸和第二短軸通過弧形或折線結(jié)構(gòu)連接在一起，所述次長(zhǎng)軸與長(zhǎng)軸通過中心半圓結(jié)構(gòu)連接在一起。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述平面圓極化標(biāo)簽天線，其特征在于，所述天線的各部分為弧形或三角形或扇形。
【文檔編號(hào)】H01Q1/36GK205452530SQ201521135903
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2015年12月23日
【發(fā)明人】陳會(huì)軍, 沈紅偉
【申請(qǐng)人】華大半導(dǎo)體有限公司