一種多功能標簽天線的制作方法

本實用新型涉及通信技術領域，具體涉及一種多功能標簽天線。

背景技術：

隨著物聯網技術的不斷發展，RFID技術面臨巨大的挑戰。市場要求的標簽天線應該具有以下基本特性：體積小、成本低、可讀取距離遠、適應全球不同國家超高頻RFID頻段要求、能貼敷于金屬、肌肉等任意物體表面、能適應各種惡劣的工作環境等。這些要求都是RFID標簽天線研究領域亟待解決的難題。目前，RFID標簽天線的適應于各種環境的問題是研究熱點之一，圍繞該領域的研究也取得了一定的研究成果，但是隨著行業的發展和不斷增加的需求多樣性給RFID標簽天線帶來了許多新的挑戰，例如：能夠貼敷于人體表面的標簽；能夠貼敷于液體(水、血液等)表面的標簽；能夠用于醫療、物流等多種領域的標簽。

目前適用于特殊介質物體的標簽一般通過三種方法來降低復雜的物體背景對標簽天線近場的影響：(1)使用高介電常數的基板，如陶瓷基板，或者插入一個高阻抗接地板，如光子帶隙(PBG)結構；(2)使用超材料制作天線，如EBG、AMC、HIS結構等；(3)在標簽天線設計中加入金屬接地板，通過短路結構將輻射單元與金屬接地板連接起來。如果使用高介電常數的基板，會增加天線的商業成本；采用高阻抗地板結構或超材料又會增加天線的設計成本；而第三種加入金屬接地板一般會降低標簽天線的輻射效率。

為了滿足多功能標簽的設計要求，同時又要考慮到天線的各種指標，需要對多功能標簽天線設計進行綜合考慮。另外，由于各個國家和地區的超高頻RFID頻段劃分不一致，如歐盟為865.6～867.6MHz，北美為902～928MHz，日本為952～954MHz，中國為840～845MHz和920～925MHz等，所以設計的標簽天線要能滿足全球通用性的話，要求標簽天線至少具有100MHz的工作帶寬，即要覆蓋860～960MHz頻段。天線的工作頻帶展寬可以通過降低Q值、采用小介電常數的基板、增加基板厚度、在地板或輻射單元表面開縫等方法來實現。

如前面所說，通過加短路探針或者短路墻結構來達到降低含水量較高的物體背景對天線性能的影響會增大制作工藝的難度，增加制作天線的成本。而天線貼敷有輻射損耗的物體背景時，又會減小天線的輻射強度，降低天線的增益，縮短天線的讀寫距離。

隨著射頻識別技術的不斷發展，對標簽天線提出了許多具體的要求，一般針對不同的應用領域，需要不同的標簽。比如對金屬物體，需要能用于金屬物體表面的抗金屬標簽；對肌肉、血液等物體，需要能用于易腐壞物體表面的多功能標簽。

目前，市場上出現的標簽普遍存在這樣幾個問題：(1)適用環境單一，不能用于水、血液等特殊介質的環境；(2)工作頻帶寬度不夠，只能針對于某個地區特定的超高頻RFID頻段；(3)結構復雜，制作工藝繁復；(4)成本不夠低。

技術實現要素：

針對上述問題，本實用新型提出了一種結構設計簡單、合理，制作方便，適用于多種復雜環境，能有效地避免標簽天線和背景物體之間的電氣連接，減小背景物體對天線輻射強度的損耗，可以保持輻射性能穩定，達到天線小型化目的的多功能標簽天線。

本實用新型的技術方案如下：

上述的多功能標簽天線，包括輻射貼片、介質基板、天線接地板和塑料薄層；所述輻射貼片印刷于所述介質基板的正面，其沿周向邊緣布設有金屬邊框，正面中部設有對稱的彎折微帶貼片；RFID芯片位于輻射貼片的中間，其采用微帶饋線連接所述輻射貼片；所述天線接地板采用金屬接地板，其印刷于所述介質基板的背面；所述標簽天線的諧振頻率是通過調整所述彎折微帶貼片彎折的個數和貼片的長度來實現；所述塑料薄層貼敷于所述天線接地板的背面。

所述多功能標簽天線，其中：所述彎折微帶貼片的寬度為W＝1mm，彎折的高度為H＝10mm。

所述多功能標簽天線，其中：所述輻射貼片采用0.035mm厚的的印制銅層。

所述多功能標簽天線，其中：所述標簽天線的工作頻帶寬度不小于100MHz。

所述多功能標簽天線，其中：所述介質基板采用聚四氟乙烯板。

所述多功能標簽天線，其中：所述標簽天線的整體形狀具有可重塑性，可將矩形改變為圓形、橢圓形等。

有益效果：

本實用新型多功能標簽天線結構設計簡單、合理，制作方便，成本低，其適用于多種復雜環境的對稱彎折型微帶貼片標簽天線；天線接地板采用含金屬接地板并在金屬接地板后貼敷塑料薄層，有效地避免了標簽天線和背景物體之間的電氣連接，減小了背景物體對天線輻射強度的損耗；輻射貼片上設有彎折微帶貼片，改變彎折微帶貼片彎折的個數就可以實現天線諧振頻點的變化，調節天線的工作頻率，也可以達到天線小型化的目的；結構簡單可調，經實驗驗證天線的整體形狀具有可重塑性，可使用矩形、圓形、橢圓形等。同時，采用普通的聚四氟乙烯板做介質基板，成本低；在輻射貼片表面采用對稱的彎折微帶貼片，天線最大工作帶寬大于100MHz，完全能夠覆蓋全球不同區域的超高頻RFID頻段；通過在天線接地板背面貼敷塑料薄層，使當其工作在不同的環境下時，天線的輻射性能保持穩定。

附圖說明

圖1為本實用新型多功能標簽天線的正視圖；

圖2為本實用新型多功能標簽天線的側視圖。

具體實施方式

如圖1、2所示，本實用新型多功能標簽天線，包括輻射貼片1、介質基板2、天線接地板3和塑料薄層4。

該輻射貼片1采用0.035mm厚的印制銅層,其印刷于介質基板2的正面；該輻射貼片1為矩形結構，其由沿周向邊緣布設的矩形金屬邊框11和設于正面中部的彎折微帶貼片12構成，該彎折微帶貼片12為對稱結構；該RFID芯片5位于輻射貼片1的中間，其采用微帶饋線連接輻射貼片1；其中，該彎折微帶貼片12的寬度為W＝1mm，彎折的高度為H＝10mm，在不改變天線整體長度的前提下，增加或減少彎折微帶貼片12彎折的個數會引起諧振頻率30～100MHz的降低或升高。

該介質基板2采用普通的聚四氟乙烯板；本實施例中該介質基板2為矩形結構。

該天線接地板3采用金屬接地板，其印刷于介質基板2的背面且大小尺寸與介質基板2相匹配。

該塑料薄層4貼敷于該天線接地板3的背面，用于穩定標簽天線的工作性能。

其中，本實用新型多功能標簽天線的工作頻帶寬度不小于100MHz，完全能夠覆蓋全球不同區域的超高頻RFID頻段；本實用新型天線能同時在金屬、血液、肌肉、水及其混合物等多種物體表面正常工作，可以直接貼敷于血液、肌肉、心臟表面。當貼敷于水、金屬等對天線阻抗匹配和輻射性能有極強影響的物體表面時，在天線與背景物體之間增加塑料薄層4將有效地避免天線和背景物體之間的電氣連接，最大程度地保證了天線的工作穩定性。

同時，本實用新型多功能標簽天線。

本實用新型結構設計簡單、合理、制作方便、適用于多種復雜環境，采用彎折微帶貼片有效地保證了天線的輻射效率,減小了天線整體尺寸，達到了天線小型化的目的；使用金屬接地板和塑料薄層能有效地避免標簽天線和背景物體之間的電氣連接，減小背景物體對天線輻射的損耗，保證天線輻射性能的穩定。