[实用新型]一种高容量及金属不敏感的双层无芯片标签天线

说明书

技术领域

本实用新型涉及无芯片标签天线领域，具体涉及一种高容量及金属不敏感的双层无芯片标签天线。

背景技术

相对于条形码等标签来说，无芯片标签在商品分类，追踪，识别等方面具有造价低，实用性强，能被阅读器快速识别等优点，因此具有替代条形码并被广泛使用的潜在价值。通过对不同的信号编码‘0’或‘1’，并用不同的组合方式代表不同的信息，以此来记录编码商品的信息。但是大多数标签天线每多一位编码就会增加一个结构单元，因此在很大程度上增大了天线的尺寸，不利于天线小型化。

同时在一些工程应用中，为了识别金属货物，需要将标签贴于金属物体表面，但是金属环境会对天线的性能产生重大影响。标签天线主要起到的就是接收和发送电磁波的作用。根据电磁场原理，场强对金属比较敏感，容易对标签造成影响。其影响主要来自以下两方面：(1)金属靠近天线时，由于电磁感应作用会在其内部产生涡流，同时吸收射频能量转换成自身的电场能，从而减少了射频原有的能量；(2)金属环境产生的涡流也会产生感应磁场，且由其产生的磁力线垂直于金属环境表面，与射频场强相反。由金属环境产生的磁场对原磁场造成干扰，导致金属表面的磁力线趋于变形，在离金属很近的区域甚至平行于金属表面，该区域内根本没有射频场，因此直接附着于金属物体表面的标签根本无法通过切割磁力线获得能量，不能正常工作。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中的上述缺陷，提供一种高容量及金属不敏感的双层无芯片标签天线。

本实用新型的目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种高容量及金属不敏感的双层无芯片标签天线，用于无芯片标签系统中对物品进行编码，所述天线包括：上层介质基板、下层介质基板、开口环谐振器和螺旋谐振器，所述开口环谐振器和所述螺旋谐振器分别印制在所述上层介质基板和所述下层介质基板上，所述开口环谐振器和所述螺旋谐振器在同一竖直平面内呈不同高度分布。

进一步地，所述开口环谐振器由若干个同轴矩形开口环组成。

进一步地，所述开口环谐振器的若干个同轴矩形开口环中每两个相邻的开口环均由上短接线将上面两条边连接在一起，下短接线将下面两条边连接在一起，其中，上短接线均位于边长的中点，下短接线呈离散分布。

进一步地，所述开口环谐振器由3个同轴矩形开口环组成，每个开口环环带宽度均为0.2mm，每个开口环开口长度均为0.2mm，每两个开口环之间的间隔均为0.2mm，最外层的开口环长度L和宽度W分别为7.2mm、6.6mm，所述下短接线从内到外距离边长中点的距离分别是0.4mm、0.3mm。

进一步地，所述上短接线和所述下短接线的长度和宽度均为0.2mm。

进一步地，所述螺旋谐振器由9个大小相同的螺旋体组成，每个螺旋体由铜带从内到外交错螺旋而成，其中，内环铜带宽度和外环铜带宽度均为0.2mm，内环铜带和外环铜带的间距0.1mm。

进一步地，所述开口环谐振器位于所述上层介质基板的上表面，所述螺旋谐振器位于所述下层介质基板的下表面，所述上层介质基板和所述下层介质基板之间的间隔高度为0.5mm的空气。

进一步地，所述天线的激励为平面入射波激励。

进一步地，所述上层介质基板和所述下层介质基板的材料以及长度和宽度均相同，材料采用Teflon，介电常数为2.55，损耗角正切为0.0014，所述上层介质基板的厚度为0.3mm，所述下层介质基板的厚度为0.2mm。

进一步地，所述上层介质基板和所述下层介质基板之间的间隔填充空气，构成中间间隔空气的双层结构，使所述天线对金属不敏感。

比如，当把天线置于厚度为0.1mm的铜片上时天线的RCS曲线仍然有很高的幅度和尖锐的谐振频点。

本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果：

(1)本实用新型公开的一种高容量及金属不敏感的双层无芯片标签天线，采用连接的矩形开口环结构，使每两个开口环能产生三个谐振频点，谐振频点m与开口环个数n满足:m＝3(n-1)，大大提高了天线的编码容量，从而减小天线的尺寸。

(2)本实用新型公开的一种高容量及金属不敏感的双层无芯片标签天线中天线的双层结构设计使天线具有对金属不敏感的特性。当把天线放置在厚度为0.1mm的铜板或者金板上时，天线的RCS曲线仍然具有很高的幅度并具有尖锐的谐振频点。

(3)本实用新型公开的一种高容量及金属不敏感的双层无芯片标签天线中天线是磁性的，从而使天线对粘附的不同介质基板不敏感，将天线放置在不同的物品上时，自身性能基本不会改变。