[发明专利]一种加载开口谐振环的小型分形树杈抗金属标签天线

说明书

技术领域

本发明涉及物联网领域，特别是涉及射频识别技术中的树杈分形抗金属标签天线。

背景技术

作为一种非接触式的自动识别技术，射频识别(Radio Frequency Identification，RFID）技术利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别的目的。同其它识别技术相比，射频识别技术具有很多优点，尤其是随着电子技术的迅猛发展和制造技术水平的不断提高，通过无线雷达原理实现的射频识别技术的发展非常迅速，在物流、商业贸易、生产制造、防盗技术、识别技术和医学应用等领域中，具有巨大的应用潜力。这使得作为RFID系统关键部件的天线的设计和研究变得十分重要。

RFID系统主要是由读写器(阅读器，Reader/Interrogator)、电子标签(Tag/Transponder)和后台计算机（数据处理系统）三部分组成的一种短距离无线通信系统。RFID 系统的基本工作原理是：将标签中的数据通过无线系统传输给阅读器，阅读器也可以通过无线系统对标签信息进行修改。其基本过程：标签天线接收到阅读器天线所发射的特定频率信号,产生感应电流,启动标签芯片进行工作；一般来讲,标签天线只有在阅读器浏览的时候才能启动；一旦芯片启动,就会将芯片中存储的数据经标签天线传递给阅读器,阅读器天线将其所接受的信号传递给后端数据管理进行识别。这个过程就可以实现RFID系统的识别，也可以称为读操作。而相反则可以对标签进行写操作。

目前标签天线主要采用偶极子天线及其变形形式、平面倒 F 天线、缝隙天线、圆形天线等。最近国内外的天线研究主要集中在标签天线的抗金属及小型化等方面。目前实现标签天线抗金属的方式主要有采用人工磁表面（AMC）和电子禁带（EBG）结构,或调整标签与金属板之间的距离及对传统天线进行改造等，但是这样做会增大天线的尺寸，不便于天线的推广与应用。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种小型分形树杈抗金属标签天线，该天线的阻抗、带宽特性良好。其具体的技术方案如下：

一种加载开口谐振环的小型分形树杈抗金属标签天线，所述天线自上而下依次包括：具有树杈形枝节和匹配结构的顶层、介质板、金属反射板。

进一步的，所述介质板为高频微波介质板。 

进一步的，所述介质板和金属反射板的大小等同。

进一步的，所述树杈形枝节是变形分形树杈偶极子，其代替一般偶极子标签天线中的弯折线。

进一步的，所述变形分形树杈偶极子由三节树杈构成，且后节树杈分开的角度是前节树杈的两分之一倍的关系，长度是后一节比前一节小了0.3-0.7mm。

进一步的，馈电方式采用加载一对平行开口谐振环在T型匹配内部的馈电方式。

进一步的，所述平行开口谐振环的线路宽度小于匹配结构的线路宽度。 

进一步的，由于每个谐振环都会产生一个谐振频率，总共有二个谐振频率产生，而这二个谐振频率离的很近，进而可以拓宽带宽。

进一步的，所述金属反射板起抗金属的作用，此标签天线可以运用在抗金属场景中。

本发明的有益效果为：本发明提供了带宽覆盖全球整个超高频频段的小型抗金属分形树杈标签天线，馈电结构是加载了一对平行开口谐振环的T型匹配结构，这样做可以增加了天线的带宽；通过在介质板的背部加上反射板，主要是想达到抗金属的目的；而变形分形树杈偶极子辐射体，就是为了缩小尺寸。

附图说明

图1为本发明的加载开口谐振环的小型分形树杈抗金属标签天线实施例的总体结构俯视图；

图2为标签天线实施例的总体结构侧视图；

图3为标签天线实施例的回波损耗曲线；

图4为标签天线实施例的阻抗曲线；

图5为标签天线实施例的功率传输系数图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进一步详细说明。

如图1-2所示，本发明的小型抗金属分形树杈标签天线自上而下依次包括：一对加载在典型T型匹配内部的平行谐振环的馈源和变形分形树杈偶极子101、介质板201、下层金属反射板301以及00是放芯片的位置，整个结构无通孔。