無閱讀盲區的uhf頻段nfc標簽天線及其噴墨印刷制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于電子技術領域，涉及近距離無線通信技術(Near Field Communicat1n，簡稱NFC)，特別涉及無閱讀盲區的UHF頻段NFC標簽天線。
[0002]
【背景技術】
[0003]NFC是Near Field Communicat1n縮寫，S卩近場無線通訊技術。它是一種非接觸式識別和互聯網技術，可在移動設備、消費類電子產品、PC和智能控件工具間進行近距離無線通信。NFC技術提供了一種簡單、觸控式的解決方案，可以讓消費者簡單直觀地交換信息、訪問內容與服務。
[0004]NFC標簽具有三種工作模式，常用工作頻率范圍在13.56 MHz，作用距離10 cm左右。NFC技術在ISO 18092、ECMA 340和ETSI TS 102190框架下推動標準化，同時也兼容應用廣泛的ISO 14443Type-A、B以及Felica標準非接觸式智能卡的基礎框架。NFC與現有非接觸智能卡技術兼容，目前已經成為越來越多主要廠商支持的正式標準。
[0005]NFC是通過頻譜中無線頻率部分的電磁感應耦合方式進行傳遞的。NFC技術相對其他無線通信技術具有更安全性、能耗低等優點。由于讀寫距離短，NFC天線主要采取線圈型設計。目前很多NFC閱讀器天線都采用平面結構，平面結構天線能很好控制天線的閱讀距離。
[0006]隨著個人手持電子設備的普及，NFC作為個人移動設備支付方案和防偽驗證方案中越來越具有可行性。但由于個人移動設備中復雜的應用環境，往往會使NFC標簽出現閱讀距離變短或更多閱讀盲區的出現，最后使NFC系統無法方便的集成在個人移動設備中。
[0007]現在市場上出現的NFC標簽多采用13.65 MHz頻段，且天線結構多為對稱振子天線設計。雖然該頻段范圍內的NFC技術比較成熟，但在實際使用過程中也面臨嚴重的閱讀距離變短帶來雙向驗證的不方便性。而采用對稱振子天線設計，雖然整個結構簡單、制作方便，但是在實際應用中容易出現更多閱讀盲區而使其在防偽驗證領域應用嚴重受限。
[0008]
【發明內容】
[0009]為了解決上述問題，本發明提供了一種無閱讀盲區的UHF頻段NFC天線，該NFC天線采用特高頻段(902MHz?930 MHz)作為工作頻率范圍，且天線結構采用升級U型結構的NFC天線設計，在個人移動設備終端能實現閱讀范圍內無盲區和保證更大閱讀距離。
[0010]為實現上述目的，本發明提供的的技術方案如下:所述無閱讀盲區的UHF頻段NFC標簽天線，包括NFC芯片、天線結構和支撐天線結構的絕緣介質板。
[0011]所述天線結構由正U型線、折疊對稱振子、倒U型線、帶拱形的半圓環四部分組成。
[0012]優選的，所述絕緣介質板采用FR4材質，所述介質板的介電常數ε ^范圍為4.0?4.5ο
[0013]優選的，所述介質板的耗損正切值參數為0.02。
[0014]優選的，所述介質板的厚度為1mm。
[0015]優選的，所述正U型線線寬范圍為2.4?2.6mm。
[0016]優選的，所述正U型線長度范圍為55?65mm。
[0017]優選的，所述正U型線寬度范圍為52?58mm。
[0018]優選的，所述倒U型線線寬范圍為1.8?2.4mm。
[0019]優選的，所述倒U型線長度范圍為55?70mm。
[0020]優選的，所述倒U型線寬度范圍為5?7mm。
[0021]優選的，所述倒U型線與所述正U型線間距范圍為2.4?2.8mm。
[0022]優選的，所述帶拱形的半圓環的間隔范圍為2.0?3.5mm。
[0023]優選的，所述帶拱形的半圓環線寬范圍為3.5?5.5mm。
[0024]優選的，所述帶拱形的半圓環的半徑范圍為35?45mm。
[0025]優選的，所述正U型線與所述帶拱形的半圓環的間距范圍為5?7mm。
[0026]優選的，所述倒U型線分別排在正U型線水平兩側。
[0027]優選的，所述帶拱形的半圓環位于同一面內的所述正U型線和倒U型線的頂端。
[0028]優選的，所述折疊對稱振子與所述正U型線相交于所述正U型線底端。
[0029]優選的，所述正U型線底端與對稱振子形成2.5mm間隙。
[0030]優選的，所述天線結構采用噴墨印刷方式直接印刷在所述介質板上。
[0031]優選的，所述天線采用的導電油墨為太陽化學銀楽油墨U5603。
[0032]優選的，所述天線采用固定溫度范圍為55-65° C。
[0033]優選的，所述天線噴墨印刷層數范圍為8?10層。
[0034]發明的有益效果在于，本發明的無閱讀盲區的UHF頻段NFC標簽天線，采用改進U型天線設計，實現特高頻段的信息交互，可以大幅提升閱讀距離。在所述正U型線旁疊加所述倒U型線以及在上端添加所述帶拱形的半圓環可以調節天線的阻抗特性和極大改善閱讀區磁場強度分布，實現半徑約1cm的范圍內無閱讀盲區。所述天線能采用噴墨印刷方式制作，具有耗能少、精確度高、穩定性強、易于量產。
[0035]
【附圖說明】
[0036]圖1顯示一種現有市場上悉知的NFC標簽天線結構示意圖；
圖2顯不另一種現有市場上悉知的NFC標簽天線結構不意圖；
圖3是本發明的無閱讀盲區的UHF頻段NFC標簽天線示意圖；
圖4是本發明的無閱讀盲區的UHF頻段NFC標簽天線結構示意圖。
[0037]
【具體實施方式】
[0038]下面將結合附圖，對本發明中的技術方案進行清楚、完整的的描述，顯然，所描述的實施例是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明的保護范圍。
[0039]本發明提供的較佳實施例:一種無閱讀盲區的UHF頻段NFC標簽天線，包括NFC芯片1、天線結構2和支撐天線結構的絕緣介質板3，所述NFC芯片I和天線結構2位于支撐天線結構的絕緣介質板3表面、且天線結構2的兩端與NFC芯片的端口直接連接。
[0040]所述天線結構2采用噴墨印刷方式直接印刷在所述介質板上，所述天線采用的導電油墨為太陽化學銀楽油墨U5603，所述天線噴墨印刷層數范圍為8?10層(優選9層)，所述天線采用固定溫度范圍為55-65° C (優選60° C)。所述絕緣介質板3采用FR4材質，所述介質板的介電常數ε 1?范圍為4.0?4.5(優選4.0、4.2、4.4)，所述介質板3的耗損正切值參數為0.02，所述介質板3的厚度為1mm。
[0041]在所述天線結構2中，所述正U型線4線寬SI范圍為2.4?2.6mm(優選2.5mm)，所述正U型線4長度LI范圍為55?65_ (優選55mm、60mm、65mm)，所述正U型線4寬度Wl范圍為52?58mm (優選52mm、54mm、56mm)。所述折疊對稱振子5與所述正U型線4相交于正U型線4底端中點處、正U型線4底端由交點處向右產生2.5mm間隙。
[0042]在所述天線結構2中，所述倒U型線6線寬S2范圍為1.8?2.4mm (優選2.0mm、2.2mm)，所述倒U型線6長度L2范圍為55?70_ (優選55mm、60mm、65mm)，所述倒U型線6寬度W2范圍為5?7mm (優選6mm)。所述倒U型線6與所述正U型線4間距Gl范圍為
2.4 ?2.8mm (優選 2.5mm)。
[0043]在所述天線結構2中，所述帶拱形的半圓環7的間隙G3范圍為2.0?3.5mm (優選2.5mm、3.0mm)，所述帶拱形的半圓環7線寬S3范圍為3.5?5.5mm(優選4.0mm、4.5mm、5.0mm)，所述帶拱形的半圓環7的半徑R3范圍為35?45mm (優選40mm)。所述正U型線4與所述帶拱形的半圓環7的間距G2范圍為5?7mm(優選5mm)。所述倒U型線6分別排在正U型線4水平兩側，所述帶拱形的半圓環7位于同一面內的所述正U型線4和倒U型線6的水平頂端，可以大大提高天線周圍磁場強度均勻分布。
[0044]本發明雖然已以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本發明，任何本領域技術人員在不脫離本發明的精神和范圍內，都可以利用上述揭示的方法和技術內容對本發明技術方案做出可能的變動和修改，因此，凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化及修飾，均屬于本發明技術方案的保護范圍。
【主權項】
1.一種無閱讀盲區的UHF頻段NFC標簽天線，包括NFC芯片、天線結構和支撐天線結構的絕緣介質板，其特征在于:所述天線結構由正U型線、折疊對稱振子、倒U型線和帶拱形的半圓環四部分組成。
2.如權利要求1所述的UHF頻段NFC標簽天線，其特征在于:所述絕緣介質板采用FR4材質，所述介質板的介電常數ε ^范圍為4.0?4.5，所述介質板的耗損正切值參數為0.02，所述介質板的厚度為1mm。
3.如權利要求1的所述UHF頻段NFC標簽天線，其特征在于:所述正U型線線寬SI范圍為2.4?2.6mm，所述正U型線長度LI范圍為55?65mm，所述正U型線寬度Wl范圍為52 ?58mm0
4.如權利要求1的所述UHF頻段NFC標簽天線，其特征在于:所述倒U型線線寬S2范圍為1.8?2.4mm，所述倒U型線長度L2范圍為55?70mm，所述倒U型線寬度W2范圍為5 ?7mm0
5.如權利要求1的所述UHF頻段NFC標簽天線，其特征在于:所述倒U型線與所述正U型線間距Gl范圍為2.4?2.8_。
6.如權利要求1的所述UHF頻段NFC標簽天線，其特征在于:所述帶拱形的半圓環的間隔G3范圍為2.0?3.5mm，所述帶拱形的半圓環線寬S3范圍為3.5?5.5mm，所述帶拱形的半圓環的半徑R3范圍為35?45mm。
7.如權利要求1的所述UHF頻段NFC標簽天線，其特征在于:所述正U型線與所述帶拱形的半圓環的間距G2范圍為5?7mm。
8.如權利要求1的所述UHF頻段NFC標簽天線，其特征在于:所述倒U型線分別排在正U型線水平兩側，所述帶拱形的半圓環位于同一面內的所述正U型線和倒U型線的頂端。
9.如權利要求1的所述UHF頻段NFC標簽天線，其特征在于:所述折疊對稱振子與所述正U型線相交于所述正U型線底端，所述正U型線底端與對稱振子形成2.5mm間隙。
10.一種無閱讀盲區的UHF頻段NFC標簽天線的噴墨印刷制作方法，其特征在于:所述天線結構采用噴墨印刷方式直接印刷在所述介質板上，所述天線采用的導電油墨為太陽化學銀楽油墨U5603，所述天線采用固定溫度范圍為55-65°C，所述天線噴墨印刷層數范圍為8?10層。
【專利摘要】本發明提供了一種無閱讀盲區的UHF頻段NFC標簽天線及其噴墨印刷制作方法，所述標簽天線包括NFC芯片、天線結構和支撐天線結構的絕緣介質板，所述絕緣介質板采用FR4材質，介電常數εr范圍為4.0～4.5，耗損正切值參數為0.02，厚度為1mm。所述天線結構由正U型線、折疊對稱振子、倒U型線和帶拱形的半圓環四部分組成。采用對稱振子天線原理設計，在所述正U型線旁疊加所述倒U型線以及在上端添加所述帶拱形的半圓環，極大調節了天線阻抗特性和改善了閱讀區磁場強度分布，在復雜環境下保障了半徑約10cm的范圍內無閱讀盲區。所述天線采用特高頻段的信息交互，大幅提升了閱讀距離。本發明的所述天線具有厚度薄和穩定性強，并且制作耗能少、精確度高、易于量產。
【IPC分類】H01Q1-22, H01Q1-38
【公開號】CN104821430
【申請號】CN201510191353
【發明人】萬達, 高艷飛, 岳淑麗, 劉全忠
【申請人】中山火炬職業技術學院
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年4月21日