[发明专利]一种非对称结构的RFID天线及其设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及射频识别，特别是涉及RFID标签天线及其设计和制造方法。

背景技术

RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。RFID在物流、制造、医疗、运输、零售、国防等等方面得到了广泛应用。超高频无源RFID标签工作频率高，可读写距离长，无需外部电源，制造成本低，目前已经得到较广泛的应用，而且有可能成为RFID领域的主流产品。目前超高频(UHF)无源标签已成为RFID的重点研究方向之一。

但是，超高频天线理论尚不成熟，根据射频理论的软件模拟出的天线常常和实际测试结果不吻合。并且超高频无源RFID标签天线可设计的形状复杂多变，没有固定的规范可循，常常需要进行大量盲目的摸索。使超高频无源RFID标签天线设计过程浪费大量的人力物力。

常用的RFID标签天线采用的是对称结构的偶极子天线，但是对称结构的偶极子天线，尤其是两边具有对称的折叠结构的偶极子天线，一方面，由于对称性，天线形成的电磁波形状几乎完全相同，容易产生相互的干扰；另外一方面，电磁仿真软件基于完全对称理想化的模型来进行仿真，但是实际天线加工过程，两端天线并不是完全对称，这种对称性偏离，根据实测结果，造成了天线性能进一步的下降。换言之，对于对称结构的天线，加工过程的误差将会给天线性能带来比较大的影响，使之与仿真结果有大的偏离。

尽管如此，本领域技术人员却很少使用非对称结构的天线，这主要是由于缺少合理的设计方法，而无法对非对称结构的天线进行有效的设计，而盲目搜索显然不可行。故此现有技术中已有的非对称结构天线数量极少，且没有具有普遍意义的形状或规范。一种现有的非对称天线，例如Alien的9554天线，其平面图如附图1所示。从图形中可见，Alien 9554天线金属面积较大，几乎占天线外接矩形面积的70％，使得非对称图形没有多少变化的余地。而且9554天线采用圆弧和直边进行非对称，对RFID天线而言，也不具备典型意义。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种具有普遍意义的非对称式天线及非对称式天线设计方法。这是在本领域中是开创性的。

为此，本发明提出了如下的非对称结构的天线的设计方法，其包括：

S1，根据天线用途和芯片确定天线的目标阻抗；

S2：设计满足目标阻抗的对称结构的第一种天线，本步骤包括：S21，设计天线的环形结构；S22，设计具有两个对称折叠图样的折叠结构；S23，设计最外部的接收器；

S3，使用步骤S2的方式设计满足目标阻抗的对称结构的第二种天线，其中所述第二种天线的折叠图样与第一种天线不同，而环形结构和接收器与第一种天线相同；

S4，使用步骤S2和S3设计的天线组合非对称结构的天线，方式是天线的折叠结构中两个折叠图样分别使用所述第一种和第二种天线的折叠图样，环形结构和接收器使用第一种和第二种天线共有的结构；

S5，对步骤S4得到的非对称结构天线进行结构微调。

其中，步骤S3中所述第二种天线的折叠图样通过改变第一种天线的折叠图样的方向、尺寸或者位置获得的。

同时，本发明还提供了一种非对称结构的天线，包括由中心依次向外的环形结构、折叠结构和接收器，所述折叠结构由第一折叠图样和第二折叠图样构成，其中：所述第一折叠图样和第二折叠图样是不对称的，且满足：由两个对称设置的第一折叠图样构成第一种折叠结构，由两个对称设置的第二折叠图样构成第二种折叠结构，则由所述环形结构、第一折叠结构和接收器构成的天线与由所述环形结构、第二折叠结构和接收器构成的天线具有相同的等效阻抗。

其中，所述第二折叠图样是通过改变第一折叠图样的方向、尺寸或者位置得到的。

较佳地，所述第一折叠图样为横向折叠，所述第二折叠图样为纵向折叠。

较佳地，所述第一折叠图样与第二折叠图样的位置中心对称。

较佳地，所述第二折叠图样是第一折叠图样的局部尺寸进行调整得到的。

本发明的产品和方法可广泛用于UHF标签天线设计。本发明的天线非对称的折叠结构，形成的电磁波形状不完全相同，不容易产生相互之间的干扰，从而能够提高天线性能。另一方面，非对称天线能够更好的容忍天线加工的不严格性。而本发明的非对称结构设计方法可提高天线设计效率，一定程度上可避免UHF天线设计的盲目性；本发明可提高天线设计效率，减少设计天线所用时间。

附图说明

图1为现有技术Alien9554天线的平面图；