[发明专利]一种平面圆极化电子标签

说明书

本发明涉及一种平面圆极化电子标签，包括：基板，其用于容纳芯片和天线；天线，其具有短路环和第一天线振子和第二天线振子，所述第一天线振子和第二天线振子分别具有彼此导电地连接的两个偶极子臂，其中所述第一天线振子和第二天线振子彼此连接并且彼此交叉布置，使得所述偶极子臂分别间隔90°布置，并且所述偶极子臂的尺寸被设置为使得相邻偶极子臂的相位相差90°；以及芯片，其与天线匹配并且所述芯片布置在第一天线振子与第二天线振子的连接点处。通过该电子标签，可以大大降低极化损失。此外该平面圆极化电子标签还具有高带宽并且能够灵活地设置阻抗、几何形状、工作频率等参数。

技术领域

本发明总体上涉及射频识别(RFID)领域，具体而言涉及一种平面圆极化电子标签。

背景技术

随着物联网的兴起，作为关键技术之一的RFID(射频识别)技术在日常生活中得到了广泛的应用，比如被应用于物流、防伪、交通、仓储等领域。RFID技术的关键参数之一是RFID电子标签的灵敏度，其直接决定了RFID技术在物联网技术中的应用场合和应用前景。

目前，RFID电子标签主要采用线极化天线。由于线极化天线的灵敏度与信号接收方向高度相关，因此采用线极化天线的RFID电子标签的粘贴方向必须与信号接收方向相匹配。在实际应用中，这类电子标签具有3dBi左右的较大极化损失，这限制了其应用场景，降低了用户体验。

相反，圆极化天线的灵敏度与信号接收方向的相关度更低，但是目前在实际应用中还很少将圆极化天线应用于RFID标签。此外，在有限的圆极化电子标签应用中，灵敏度与粘贴方向和/或放置方向之间的相关度仍然没有低到令人满意的水平。

发明内容

本发明的任务是提供一种平面圆极化电子标签，通过该电子标签，可以大大降低灵敏度与粘贴方向和/或放置方向之间的相关度，从而显著降低极化损失，进而扩展RFID标签的应用场合和应用前景；此外该平面圆极化电子标签还具有高带宽并且能够灵活地设置阻抗、几何形状、工作频率等参数。

根据本发明，前述任务通过一种平面圆极化电子标签来解决，该电子标签包括：

基板，其用于容纳芯片和天线；

天线，其具有：

短路环；以及

第一天线振子和第二天线振子，所述第一天线振子和第二天线振子分别具有彼此导电地连接的两个偶极子臂并且所述偶极子臂分别与短路环导电地连接，其中所述第一天线振子和第二天线振子彼此连接并且彼此交叉布置，使得所述偶极子臂分别间隔90°布置，并且所述偶极子臂的尺寸被设置为使得相邻偶极子臂的相位相差90°；以及

芯片，其与天线匹配并且所述芯片布置在第一天线振子与第二天线振子的连接点处。

在本发明的一个优选方案中规定，短路环的中心同第一天线振子与第二天线振子的连接点重合。通过该方案，可以实现高度旋转对称的天线结构，从而进一步降低极化损失。

在本发明的另一优选方案中规定，通过调整短路环的形状和/或尺寸来调整天线的电抗。通过该优选方案，可以灵活地调整天线的电抗，从而实现天线与芯片的共轭匹配，实现最大收发功率。例如可通过调整短路环的大小(外径和内径)、环粗细(内外径之差)、弧度等等来调整天线的电抗。

在本发明的一个扩展方案中规定，其中短路环为下列形状之一：圆形、椭圆形、方形、以及多边形。例如短路环可以具有正五边形、正六边形之类的规则形状。

在本发明的一个优选方案中规定，相邻偶极子臂的电气长度相差工作频率电磁波的四分之一波长。例如，所述四个偶极子臂的尺寸可以依次为l₀、l₀+λ/4、l₀、l₀+λ/4，其中λ为工作频率电磁波的波长或称工作波长。