[发明专利]供电子识别系统使用的混合天线装置

说明书

本发明涉及天线，特别是供构成包括查询器或阅读器和多个发射应答器的电子射频识别系统部件的发射应答器使用的天线。

上面提到的这种已知的电子识别系统包括一个查询器，该查询器包括将查询信号发射到发射应答器的发射机和从发射应答器接收响应信号的接收机。查询器中的微处理器由从该发射应答器接收的响应信号中的数据识别特定发射应答器(transponder)。每个发射应答器包括一个天线和一个用于从查询信号接收和收集电能的检测器电路，以给出足够高的电压为发射应答器的调制器和逻辑电路供电。

已知的发射应答器中使用的天线分成两个主要种类，即常规的线性半波长谐振偶极天线和环形天线。半波偶极天线的主要缺陷在于对许多应用来说它太长了。环形天线的主要缺陷在于其辐射和响应图太依赖于附近的其它物体。在随机排列多个发射应答器的情况下，该依赖性可能导致某些发射应答器不从查询器接收查询信号。

因此，本发明的目的是提供一种天线，申请人相信利用该天线可至少减轻上述缺陷。    

根据本发明，提供一种偶极天线，其中第一极包括一个导电环，第二极包括一个从环向外延伸的导电附件。

该环可以具有任何适当的形状或结构，例如圆形、椭圆形、方形、矩形等，并且环的周长最好基本等于工作频率的二分之一波长。

该环最好为矩形形状。

附件所具有的长度最好是上述波长的至少0.15倍并可包括其长度至少是上述波长0.15倍的直线带。

在其它实施例中，直线带可以更短并终接于固体导电扁平体或贴片(pad)。

在一个优选实施例中，环的外形与贴片的外形相同。

天线可以围绕通过环、附件和贴片延伸的中轴对称。天线也可以围绕垂直于中轴延伸的轴对称。

可以在环的中断处为天线设置馈电点。

该天线可在馈电点具有天线阻抗，该阻抗取决于在环上为馈电点选择的位置。

该环可以包括阻抗匹配装置。

本发明的范围内还包括一个射频电子识别系统的发射应答器，该发射应答器包括如上所定义的天线。包括该发射应答器的电子识别系统也包括在本发明的范围内。

现在参考附图仅作为例子进一步描述本发明，其中：

图1是已知的电子射频识别系统的方框图；

图2是根据本发明的混合天线第一优选实施例的平面图；

图3是第二实施例的平面图；

图4是图3中天线的三维图。

图5是图4中天线的辐射图的示意图；

图6是与包括750欧姆的负载并联再与1.6pf并联的天线阻抗的电阻元件相对于频率的曲线；和

图7是与包括具有1.6pf的750欧姆的负载并联的天线阻抗的电阻元件相对于频率的曲线。

图1示出已知的电子射频(RF)识别系统10。

该系统包括一个查询器或阅读器12和多个无源RF发射应答器14.1至14.n。使用中，发射应答器安装在待识别的物品上。查询器12包括一个天线16，并且每个发射应答器，例如发射应答器14.1包括一个衬底18，该衬底上安装有包括该发射应答器的集成电路的芯片20。芯片20与同样安装在衬底上的天线22连接。

通过使查询器发射RF激励信号24来识别物品。每个发射应答器通过其天线22接收激励信号，利用信号中的能量为芯片20上的逻辑集成电路供电，然后通过向查询器发射或反向散射包括该发射应答器的识别码特征的响应信号来响应该激励信号。查询器接收该响应信号并读取识别码。查询器利用该代码识别发射应答器和其上安装了该发射应答器的物品。虽然上面描述了利用反向散射技术的无源发射应答器，本发明也可使用其它无源发射应答器，以及有源发射应答器。

在本说明书的介绍中描述了常规线性半波长偶极天线22的缺陷。

参考图2，根据本发明的天线26是一个偶极天线，该天线的第一极包括环28，天线的第二极包括从环向外延伸的附件30。该环的形状为矩形并在其中的中断处设置有馈电点32。环的周长为工作频率，例如900MHz的二分之一波长(λ/2)的数量级。附件的长度l至少是上述波长的0.15倍。

图3中设计的天线34的第二实施例包括具有矩形外形的环。在环中的中断处设置有馈电点38。发射应答器的芯片20在馈电点38连接到天线。该环还包括并联阻抗匹配装置40，以使天线的阻抗Z_A与芯片上电路的输入阻抗匹配。在其它实施例中，匹配装置可与芯片20的输入阻抗串联。这种情况下，可在匹配网络40与环36的顶部引线相遇的地方设置芯片20和馈电点38。