專利名稱：雙頻英文字母型偶極子天線的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種偶極子天線，尤其是涉及一種雙頻英文字母型偶極子天線。
背景技術：
(I)RFIDRFID (Radio Frequency Identification)是 21 世紀十大重要技術之一，自 1937 年，RFID技術被美國海軍研究試驗室(U. S. Naval Research Laboratory (NRL))開發用來識 別盟軍的飛機以來，RFID技術以其體積小、容量大、壽命長、可重復使用、可支持快速讀寫、 非可視識別、移動識別、多目標識別、定位及長期跟蹤管理等特點而被廣泛地應用于物流方 面。2005年，Wal-Mart百貨對RFID技術在電子商品標簽上的應用，以及2007年3月，由美 國、德國、意大利、中國、韓國等近20家研究機構在EPC Global框架之外成立了 The Global RF LabAlliance (GRFLA)，都有力地推動了 RFID技術在物流供應鏈以及更多的領域中成功 應用。隨著中國加入WT0，在國內，RFID技術也被大量應用于物流以及運輸。2007年，中 國第二代居民身份證使用RFID技術；2008年，北京奧運會電子門票和奧運食品供應鏈應用 了 RFID技術；2010年5月，上海世博會的門票系統將全部采用RFID技術。此外，政府開始 積極推動如郵政、海關、危險品管理、藥品管理、物流等各種試點工作的。隨著安全軟信息相 關技術的不斷完善和成熟，RFID系列產業將成為一個新興的高技術產業群，成為國民經濟 新的增長點，對提升社會信息化水平、促進經濟可持續發展、提高人民生活質量、增強公共 安全與國防安全等方面都將產生深遠的影響，并具有重大的戰略性意義。天線設計及制造技術是射頻識別技術的核心關鍵技術之一，天線的各項特性及形 態大小，極大程度地影響了射頻識別系統的工作性能及應用領域，隨著RFID技術系列應用 的飛速發展，人們對RFID天線在寬帶化、小型化、寬標定無適應性、抗破壞性、多頻段多網 絡兼容性等方面提出了更高的要求。天線在RFID系統中具有舉足輕重的地位，對其進行深 入的研究具有重要的參考價值和實用意義。(2)偶極子天線在遠距離耦合RFID應用系統中，最常用的是偶極子天線(又稱對稱振子天線)。 典型的偶極子天線由兩段同樣粗細和等長的直導線排成一條直線構成，信號從中間的兩個 端點饋入，在偶極子的兩臂上將產生一定的電流分布，這種電流分布就在天線周圍空間激 發起電磁場。當單個振子臂的長度L= λ/4時(半波振子)，輸入阻抗的電抗分量為零，天 線輸入阻抗可視為一個純電阻。在忽略天線粗細的橫向影響下，偶極子天線設計可以取振 子的長度L= λ/4的整數倍。(3)英文字母型天線字母型天線的創意起源于彎折結構在RFID標簽天線設計上的應用([3] G. Marrocco, “Gain-optimized self-resonant meander line antennas for RFID applications，，，IEEE AntennasWireless Propagat. Lett.，vol. 2，pp.302—305，2003 ；[4]Gaetano Marrocco, Alessandro Fonte, Fernando Bardati. Evolutionary design of miniaturized meander-line antennas for RFlDapplications[J]. IEEE Trans. Antennas and Propagation,2002,362-365 ；[5]Τ. J. Warnagiris andT.J.Minardo. Performance of a meandered line as electrically small transmitting antenna[J]. IEEETrans. Antennas Propagat,1998,46 :1797-1876 ; [6]B Yang, Q Feng. A folded Dipole Antenna forRFID Tag[Z], Microwave and Millimeter Wave Technology. 2008)。 2004 $， Mikko Keskilammi 等([7]M. Keskilammi and M. Kivikoski,Using Text as a Meander Line for RFID TransponderAntennas[J]. IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, 2004, Vol. 3 372-374)在此基礎上，設計了基于英文字母“ INSTITUTE OF ELECTRONICS” 的 三款工作于869MHz的字母型天線。另一方面，中國被稱“世界工廠”，中國的制造業是世界 制造體系中最重要的一環之一，每一件由中國制造的商品，一般都會貼上“MADE IN CHINA” 的英文標簽。針對這種常見的情況，在字母型結構已被用于天線設計的基礎上，再結合RFID 技術在物流上的廣泛而深入的應用，以“MADE IN CHINA”英文字母來設計RFID標簽天線不 但具有新穎性和創新性，而且也緊貼實際應用，進而具有極強的實用價值。對于目前的RFID天線，常規的微帶天線尺寸明顯過大，且存在工作帶寬小等缺 點，即便通過插入短路針、使用饋電環路等技術來進行改進，效果仍不理想。偶極子天線具 有尺寸小、輻射能力強，具有全向輻射特性、制造工藝簡單、成本低等特點，能夠滿足RFID 應用系統中對天線的具體要求。字母型結構天線，將天線隱藏于商標中普遍應用的英文字 母中，簡單、方便而又美觀，在具有新穎性的同時也具有較強的實用性。目前，把中國產品 中常用的“MADE IN CHINA”標志應用于雙頻偶極子天線的設計，并應用在RFID系統中的 940MHz 960MHz頻段和2. 45GHZ工作頻點的相關技術未見報道。
發明內容
本發明的目的在于提供一種工作在RFID的UHF頻段的940 960MHz、應用性強、 回波損耗較低且具有全向輻射特性的雙頻英文字母型偶極子天線。本發明設有基板，在基板的一面設有鍍銅層，所述鍍銅層為英文字母組成的天線 輻射貼片。所述基板可采用FR4基板。所述FR4基板的相對介電常數可為3. 2士50%。所述 FR4基板的形狀可為矩形FR4基板等，所述矩形FR4基板的尺寸可為長度124mm士 10mm，寬 度 40mm± 5mm,厚度 1. 5mm士 0. 7mm。所述英文字母組成的天線輻射貼片可為英文字母MADE IN CHINA天線輻射貼片等。所述偶極子天線的兩條臂由英文字母MADE IN CHINA構成，在字母N和C的連線 上設有斷開間隙，斷開間隙的兩側設有天線饋電點。與用于射頻識別(RFID)系統的常規微帶天線比較，本發明具有以下突出的優點 和顯著的效果尺寸小、輻射特性好，其雙頻工作頻帶分別為工作頻段一 940 1000MHz， 絕對帶寬60MHz ；工作頻段二 2. 43 2. 46GHz，絕對帶寬為30MHz。天線尺寸為常規偶極子天線尺寸的75%，在一定程度上縮減了 RFID天線的幾何 尺寸。本發明還具有結構簡單、制造工藝簡單、成本低、全向輻射性能佳和易于集成等優點。完全能夠滿足RFID應用系統中對天線的具體要求。
圖1為本發明實施例的結構組成示意圖。圖2為本發明實施例的回波損耗(S11)性能圖。在圖2中，橫坐標表示頻率 TheFrequency (GHz)，縱坐標表示回波損耗強度 The return loss (dB)。圖3為本發明實施例的H面方向圖。在圖3中，坐標為極坐標。圖4為本發明實施例的E面方向圖。在圖4中，坐標為極坐標。
具體實施例方式以下結合實施例和附圖對本發明作進一步說明。參見圖1，本發明實施例設有雙面鍍銅的FR4基板1，基板1的一面設有鍍銅層，其 鍍銅層為“中國制造”的英文翻譯“MADE IN CHINA”所對應的字母組成天線輻射貼片，尺寸 大小長度為124mm士 10mm，寬度為40mm士 5mm，厚度為1. 5mm士0. 7mm。偶極子天線的兩條 臂由英文字母MADE IN CHINA構成，在字母N和C的連線上設有斷開間隙，斷開間隙的兩側 設有天線饋電點。表1給出了本發明的制造加工誤差對天線特性的影響情況。表 權利要求
1.雙頻英文字母型偶極子天線，其特征在于設有基板，在基板的一面設有鍍銅層，所述 鍍銅層為英文字母組成的天線輻射貼片。
2.如權利要求1所述的雙頻英文字母型偶極子天線，其特征在于所述基板為FR4基板。
3.如權利要求1所述的雙頻英文字母型偶極子天線，其特征在于所述FR4基板的相對 介電常數為3. 2士50%。
4.如權利要求1所述的雙頻英文字母型偶極子天線，其特征在于所述FR4基板的形狀 為矩形FR4基板。
5.如權利要求4所述的雙頻英文字母型偶極子天線，其特征在于所述矩形FR4基板的 尺寸為長度 124mm士 10mm，寬度 40mm士 5mm，厚度 1. 5mm士0. 7mm。
6.如權利要求1所述的雙頻英文字母型偶極子天線，其特征在于所述英文字母組成的 天線輻射貼片為英文字母MADE IN CHINA天線輻射貼片。
7.如權利要求1所述的雙頻英文字母型偶極子天線，其特征在于所述偶極子天線的兩 條臂由英文字母MADE IN CHINA構成，在字母N和C的連線上設有斷開間隙，斷開間隙的兩 側設有天線饋電點。
全文摘要
雙頻英文字母型偶極子天線，涉及一種偶極子天線。提供一種工作在RFID的UHF頻段的940～960MHz、應用性強、回波損耗較低且具有全向輻射特性的雙頻英文字母型偶極子天線。設有基板，在基板一面設有鍍銅層，鍍銅層為英文字母組成的天線輻射貼片。尺寸小、輻射特性好，雙頻工作頻帶分別為工作頻段一940～1000MHz，絕對帶寬60MHz；工作頻段二2.43～2.46GHz，絕對帶寬為30MHz。天線尺寸為常規偶極子天線尺寸的75％，在一定程度上縮減了RFID天線的幾何尺寸。還具有結構簡單、制造工藝簡單、成本低、全向輻射性能佳和易于集成等優點。完全能夠滿足RFID應用系統中對天線的具體要求。
文檔編號H01Q5/01GK102005644SQ20101050760
公開日2011年4月6日 申請日期2010年10月14日 優先權日2010年10月14日
發明者周建華, 游佰強, 王菁, 羅勇, 胡秀麗 申請人:廈門大學