[发明专利]一种基于方向回溯天线的无芯片射频识别标签

说明书

本发明公开了一种基于方向回溯天线的无芯片射频识别标签。该标签包括微带螺旋滤波器、微带传输线和两个三层宽带双极化的微带贴片天线，该无芯片射频识别标签的结构具体为：由上到下依次设置上介质层、泡沫层、下介质层，其中上介质层的上表面为方形辐射贴片；下介质层的上表面设置有微带贴片天线的微带馈线、微带传输线和微带螺旋滤波器；下介质层的下表面为金属板，金属板上设置两对H型缝隙，每对中的两个H型缝隙相互垂直设置在金属板上。本发明可以实现宽角度、远距离识别的特性，且具有成本低、体积小、重量轻的优点，能够采用印刷电路技术进行批量生产。

技术领域

本发明涉及微带天线技术领域，特别是一种基于方向回溯天线的无芯片射频识别标签。

背景技术

现有的有芯片射频识别标签在现有的技术水平，单个的加工成本最低能控制在5美分，由于传统的有芯片射频识别标签里的射频集成IC非常昂贵。现有的射频识别标签中需要设置独立的电路处理系统及信号处理单元，这使得射频识别标签的加工工艺复杂，而且稳定性不高。现有的大多数射频识别标签放在金属平台上时，其编码信号不稳定，其标签功能失效。现有的射频识别标签还存在不能实现宽角度识别和远距离识别的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、容易实现的基于方向回溯天线的无芯片射频识别标签，能够采用印刷电路技术进行批量生产，而且具有体积小、性能稳定、低成本的优点。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于方向回溯天线的无芯片射频识别标签，包括微带螺旋滤波器、微带传输线和两个三层宽带双极化的微带贴片天线，该无芯片射频识别标签的结构具体为：

由上到下依次设置上介质层、泡沫层、下介质层，其中上介质层的上表面为方形辐射贴片；下介质层的上表面设置有微带贴片天线的微带馈线、微带传输线和微带螺旋滤波器；下介质层的下表面为金属板，金属板上设置两对H型缝隙，每对中的两个H型缝隙相互垂直设置在金属板上。

进一步地，所述下介质层的上表面设置有两对水平极化和垂直极化的微带馈线，四个微带馈线宽度相同；第一微带贴片天线的水平极化端口通过一条微带传输线与第二微带贴片天线的垂直极化端口连接，第一微带贴片天线的垂直极化端口通过另一条微带传输线与第二微带贴片天线的水平极化端口连接。

进一步地，所述两个三层宽带双极化的微带贴片天线关于中心点呈中心对称设置。

进一步地，所述微带传输线的特征阻抗Z₀和微带传输线的宽度w，根据以下公式确定：

上式中，Z₀为微带传输线的特征阻抗，ε_r为微带传输线所在介质的介电常数，h为介质板的厚度。

进一步地，所述上介质层的厚度为2～4mm，泡沫层的厚度为8～15mm，下介质层的厚度为1～3mm。

进一步地，所述上介质层和下介质层的介电常数相等，介电常数范围为1～6。

进一步地，所述三层宽带双极化微带贴片天线、微带传输线和微带螺旋滤波器中微带线的特征阻抗均为50Ω，线宽为3～5mm。

进一步地，所述微带馈线通过H型缝隙耦合至天线的辐射贴片，增加天线的工作带宽。

进一步地，在下介质层的上表面设置有两组微带螺旋滤波器，每组数量为6个且分别与一条微带传输线相接，每组微带螺旋滤波器分别与对应的一条微带传输线采用紧耦合工作方式，为RFID标签提供编码功能。