[实用新型]一种小型化2.45GHz无源射频标签天线

说明书

技术领域

本实用新型属于于射频识别系统技术领域，具体涉及一种微波波段无源射频标签天线。

背景技术

射频识别(RFID)基本系统由两部分组成：读写器和电子标签。根据电子标签工作时的供电方式不同，将RFID系统分为无源RFID系统、半无源RFID系统和有源RFID系统。

无源RFID系统的电子标签即称为无源电子标签，目前的典型结构是由标签芯片、标签天线和标签基板三部分组成。无源电子标签的应用常常附着于待识别物品的表面，甚至嵌入待识别物品内部或包装层中。为适合应用需求的多样性要求，无源电子标签的小型化设计、变形化设计是电子标签设计主要方面。无源电子标签的外形主要决定于标签天线的外形，因而标签天线的设计在很大程度上决定着标签芯片性能的发挥。

无源电子标签工作的前提条件是标签芯片获得能量必须超过芯片工作的最小门限功率Pmin，也称其为无源电子标签的灵敏度。因而，为了提高无源电子标签在给定读写器场强下的有效阅读距离，从标签天线设计角度应尽可能达到标签天线阻抗在工作频带内与标签芯片阻抗的最佳匹配，以实现标签天线在读写器场中向标签芯片传送最大的功率。文献[1]对这样的技术做了全面总结。标签天线设计的基本思路即是改变天线的阻抗曲线，匹配标签芯片的阻抗曲线。具体的实现方法可归结为天线的各种加载技术。典型的加载方法有：利用集总元件加载；利用介质材料加载；利用短路技术加载；利用天线的周围环境加载；利用天线的弯折或孔径变化实现加载。其实，这种改变天线结构的加载技术和分形天线的基本思想是一致的，而分形天线的设计思想又源于分形几何或分形理论的发展。

在低频和高频波段，标签已经发展相对成熟，主要商用于近距离识别系统。而在超高频和微波波段的RFID标签方面，尤其是无源标签方面，我国正致力于打破国外垄断，形成自己的标准与体系。而天线作为RFID标签重要的一部分，日益受到国内外研究人员的重视。标签天线在向小型化，宽频带，远识别距离和低成本等方向发展，相信以后会有广阔的市场空间。

在微波波段，全球使用频带范围是2.4-2.484GHz，国际ISO18000-4标准是2.4-2.5GHz。

实用新型内容

本实用新型的目的是实现一种小型化全向性的微波波段无源标签天线。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：一种小型化2.45GHz无源射频标签天线，它包括介质基板以及设置在介质基板上的天线主体和标签芯片，其特征在于：标签芯片设置于介质基板的中间位置，标签芯片两侧连接有相互中心对称布置的天线主体，天线主体分为第一枝节和第二枝节两部分，其中第一枝节由Hilbert分形结构和弯折偶极子构成，第二枝节围绕第一枝节形成自身偶极子。

所述的天线主体是由宽度为0.2mm的铜箔贴片构成。

所述的介质基板的长L是30mm，宽W是7.3mm。

所述的标签芯片为Atmel公司的ATA5590射频标签芯片，该标签芯片在2.45GHz芯片阻抗为10-j30欧姆。

所述的标签芯片的长L1是3mm，宽W1是2.5mm。

所述的标签芯片与两侧的第一枝节的过渡段L2的长度是1mm。

所述的标签芯片经过渡段L2通过阻抗调节臂P及第三枝节Q分别与第一枝节和第二枝节连接，阻抗调节臂P的长度是2mm，阻抗调节臂P的宽度是0.4mm，第三枝节Q的长度是3mm。

所述的第一枝节的Hilbert分形结构距用于连接标签芯片的第三枝节Q的长度a是0.5mm，Hilbert分形结构各部分长度分别为：b＝1.6mm，c＝1.6mm，d＝3.6mm，e＝1.9mm；弯折偶极子长度分别为：f＝0.6mm，g＝2.8mm，h＝2.4mm，k＝5mm。

所述的第二枝节的弯折偶极子各部分长度分别为：m＝0.5mm，n＝12.2mm，r＝6.8mm，s＝12.2mm。

所述的介质基板厚度H是0.5mm，相对介电常数ε是2.65。