[发明专利]一种小型圆极化植入式射频识别天线

说明书

本发明提出一种小型圆极化植入式射频识别天线，其包含上层介质基板、下层介质基板、天线辐射单元、馈电端；天线辐射单元配置在上层介质基板与下层介质基板间，天线辐射单元包括：设置在外围的环路及配置于环路内部的T字形匹配条，T字形匹配条的一端部连接环路，另一端部连接所述馈电端，其中，环路沿辐射单元的横向中线对称。在天线辐射单元加载一个对称的环路结构，引入慢波结构，来实现小型化；通过加载不同长度的弯折线，使得基本谐振模式分解为两个幅度相同、相位相差90度的正交模式，形成圆极化；采用变型的T字形结构，使得天线阻抗匹配芯片的低电阻高容抗特性；天线具有小型化、低剖面、抗干扰、生物兼容等特性。

技术领域

本发明涉及一种天线，具体的涉及一种小型圆极化植入式射频识别(RFID)天线。

背景技术

随着射频识别(RFID)技术和无线医疗设备的不断发展，RFID技术不仅仅可以被使用在物流管理、无接触支付等场景中，也在无线医疗领域被人们逐渐开始应用。一个无源RFID植入式标签天线进入接收机的接受范围内便会获得能量，发出自身信息，被外部阅读器读取并解码送至电脑等上位机来进行相关的处理，所以对于植入医疗设备来说，RFID技术大大解决了其内部电池供电问题。

近年来，国内外学者提出了多款植入式射频识别天线。文献[1，Aslam B,Khan UH,Azam MA,Amin Y,Loo J,Tenhunen H,“A compact implantable RFID tag antennadedicated to wireless health care,”Int J RF MicrowComput Aided Eng.2017；00:e21094.http://doi.org/10.1002/mmce.21094]提出了一款工作在2.4GHz ISM频段，大小为10×12×2mm³的无源折叠偶极子植入式射频识别天线，其增益达到-16.3dBi,并且其最大阅读距离达到23cm。文献[2，Y.H.Jung,Y.Qiu,S.Lee et al.,“A compact parylene-coated WLAN flexible antenna for implantable electronics,”IEEE AntennasWireless Propag.Lett.,vol.15,2016]是利用一个圆柱型植入式RFID天线来增加其阅读范围，可达到3m的识别距离，但其天线尺寸较大。文献[3，C.Occhiuzzi,G.Contri,andG.Marrocco,“Design of implanted RFIDtags for passive sensing of human body:The STENTag,”IEEE Trans.AntennasPropag.,vol.60,no.7,pp.3146–3154,July 2012]提出了一款能够感知血管状态的无源植入式RFID天线。文献[4，R.Lodato,V.Lopresto,R.Pinto,and G.Marrocco,“Numerical and experimentalcharacterization ofthrough-the-body UHF-RFID links for passive tagsimplanted into human limbs,”IEEE Trans.Antennas Propag.,vol.62,no.10,pp.5298–5306,Oct.2014]展示了一款能够收集矫形假肢健康状况数据的RFID标签，其实测通信距离可以达到35cm。以上植入式标签均为线极化天线，会带来以下几点问题：第一，由于人体运动，植入式天线与体外接收天线保持一定的角度是不切实际的，第二，由于复杂的室内环境，会存在多径散射，第三，标签只能接收到阅读器一半的功率。另外，现有的植入式RFID天线大多数具有线极化特性，且体积较大，不利于人体植入。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明目的是：本发明构造了一种新型小型化且具有圆极化特性的植入式RFID天线。针对无线医疗领域，提出一款新型的具有圆极化特性，且体积很小的圆形植入式射频识别天线。

本发明采用如下的技术方案：