一種端射特性標簽天線的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種端射特性標簽天線，屬于微波技術領域。
【背景技術】
[0002]隨著物聯網的發展和普及，射頻識別(RFID)技術在非接觸式的自動感知領域越來越重要，而標簽天線和RFID讀寫器天線是RFID系統的兩個關鍵組成部分，電子標簽與讀寫器之間通過耦合元件實現射頻信號的空間耦合。根據工作頻段的不同，標簽天線分為低頻(LF)、高頻(HF)、超高頻(UHF)和微波等不同種類。另外，根據供電方式不同，標簽天線又分為有源標簽天線和無源標簽天線。工作在超高頻和微波頻段的有源標簽天線一般與芯片組成完整的電子標簽，這一技術已被廣泛應用于物流、工業生產控制、醫療和郵政等諸多領域中。
[0003]一般地，設計有源標簽天線需要與電子標簽芯片進行共軛匹配。由于標簽芯片的輸出阻抗具有電抗分量，則標簽天線的設計需要輸入阻抗具有共軛的電抗分量。標簽芯片的輸出阻抗一般為Z=R-jX形式，為了實現共軛匹配，標簽天線的阻抗應具有Z=R+jX的形式。
[0004]以往出現的標簽天線普遍具有垂直標簽天線平面的輻射電場，這使得懸掛式的貨物可以被正確讀取標簽；標簽天線具有全向輻射或者寬波束張角時，可以增加讀寫器的可讀取方位，但同時也可能增大了讀寫器的誤讀率(有些大型貨架除外)。當堆疊式的貨物(如貨柜里整齊堆疊的衣物)上的電子標簽需要被正確讀取時，以往設計的輻射電場垂直于標簽天線平面的方法則不再適用。為了克服上述難題，正確讀取堆疊式貨物的電子標簽，應采取輻射方向平行于電子標簽平面的一類天線。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術問題是提供一種端射特性標簽天線，該天線不僅具有良好的端射特性，并且采用線極化的方式使得輻射方向平行于天線平面，該天線結構簡單、體積小、成本低且便于制作實現。
[0006]本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案:
本發明提供一種端射特性標簽天線，包括介質基板；介質基板的上表面設置有頂層平面電偶極子、頂層對跖V形輻射單元、頂層匹配枝節，頂層平面電偶極子與頂層對跖V形輻射單元的V形結點相連，頂層匹配枝節與頂層對跖V形輻射單元的一端相連；介質基板的下表面設置有底層平面電偶極子、底層對跖V形輻射單元、底層匹配枝節，底層平面電偶極子與底層對妬V形福射單元的V形結點相連，底層匹配枝節與底層對妬V形福射單元的一端相連；頂層平面電偶極子、底層平面電偶極子結構與尺寸相同，且相對于介質基板反對稱排布；頂層對跖V形輻射單元、底層對跖V形輻射單元結構與尺寸相同，且相對于介質基板反對稱排布；頂層匹配枝節、底層匹配枝節結構與尺寸相同，且相對于介質基板反對稱排布；頂層對跖V形輻射單元與底層對跖V形輻射單元形成一個開口對稱環。
[0007]作為本發明的進一步優化方案，底層平面電偶極子設置在頂層對跖V形輻射單元的中垂線方向。
[0008]作為本發明的進一步優化方案，頂層平面電偶極子設置在底層對跖V形輻射單元的中垂線方向。
[0009]作為本發明的進一步優化方案，頂層對妬V形福射單元、底層對妬V形福射單元的V形夾角范圍為60°到140°。
[0010]作為本發明的進一步優化方案，頂層對妬V形福射單元、底層對妬V形福射單元均由兩個電偶極子組成。
[0011]作為本發明的進一步優化方案，上述每個電偶極子的長度范圍為八分之一個波長到四分之一個波長。
[0012]作為本發明的進一步優化方案，頂層平面電偶極子、底層平面電偶極子的長度范圍均為八分之一個波長到四分之一個波長。
[0013]本發明采用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果:本發明能夠在使用平面結構的同時，具有良好的線極化端射特性，容易與標簽芯片進行匹配，并且該天線結構簡單，制作工藝簡單，成本低廉，有良好的應用前景。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發明的正面結構與參考坐標示意圖。
[0015]圖2是本發明的三維立體示意圖與參考坐標示意圖。
[0016]其中，I是介質基板，2是頂層電偶極子，3是底層電偶極子，4是頂層對跖V形輻射單元，5是底層對跖V形輻射單元，6是頂層匹配枝節，7是底層匹配枝節，8是V形夾角。
[0017]圖3是采用HFSS軟件計算的天線在5.8GHz和2.45GHz的ζοχ截面增益方向示意圖，其中，(a)是5.8GHz的方向圖，(b)是2.45GHz的方向圖。
[0018]圖4是采用HFSS軟件計算的天線的阻抗特性示意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面詳細描述本發明的實施方式，所述實施方式的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施方式是示例性的，僅用于解釋本發明，而不能解釋為對本發明的限制。
[0020]本技術領域技術人員可以理解的是，除非另外定義，這里使用的所有術語(包括技術術語和科學術語)具有與本發明所屬領域中的普通技術人員的一般理解相同的意義。還應該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術語應該被理解為具有與現有技術的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會用理想化或過于正式的含義來解釋。
[0021]下面結合附圖對本發明的技術方案做進一步的詳細說明:
對照附圖1、圖2，本發明一種端射特性標簽天線的結構是:包括介質基板1，該天線整體輻射單元由介質基板I上的頂層電偶極子2、底層電偶極子3、頂層對跖V形輻射單元4、底層對跖V形輻射單元5、頂層匹配枝節6、底層匹配枝節7構成，頂層對跖V形輻射單元4與底層對跖V形輻射單元5分別由兩個電偶極子組合而成，其結構、尺寸完全相同，并在介質基板I的頂層和底層相對于介質基板I反對稱布置；頂層電偶極子2與頂層對跖V形輻射單元4的V形結點處相連接，底層電偶極子3與底層對跖V形輻射單元5的V形結點處相連接，頂層電偶極子2與底層電偶極子3結構、尺寸完全相同，且相對于介質基板I反對稱