一種rfid超高頻片上天線的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種RFID超高頻片上天線，包括：內環線圈，外環線圈，硅襯底，以及兩個射頻端口；外環線圈首尾相接，并與兩個射頻端口相連；內環線圈和射頻端口一段相連，另外一端開路；外環線圈、內環線圈覆蓋于硅襯底之上，通過硅襯底，外環線圈形成跨接通路。通過設計內外環線圈的長度、線寬、線間距，以及內環線圈和外環線圈的連接點位置，可控制天線阻抗。
【專利說明】
一種RF ID超高頻片上天線
技術領域
[0001 ] 本實用新型涉及天線設計技術領域，尤其涉及一種可用于RFID(Rad1 FrequencyIdentificat1n)領域的無源超高頻(UHF)片上天線。
【背景技術】
[0002]RFID射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術。RFID在物流、制造、醫療、運輸、零售、國防等等方面得到了廣泛應用。超高頻RFID技術是RFID技術的一種。超高頻RFID標簽的主要構成是天線和芯片。
[0003]隨著技術的發展，對標簽小型化、低成本的要求越來越高，片上天線能夠滿足標簽的這兩個要求。雖然片上天線具有小型化、低成本的優點，但是同時具有讀距離近的缺點。所以解決片上天線讀距離的技術非常重要。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型提供了一種提高片上天線讀距離的天線設計方法，并進行了實際的設計加工。本實用新型設計的片上天線標簽，使用商用閱讀器測試距離大于4mm。
[0005]本實用新型的上述目的是通過如下的技術方案予以實現的:
[0006]首先采用近場天線設計原理。這意味著要想取得更遠的讀距離，需要諧振和高Q值，Q值是品質因數。本實用新型主要考慮實現天線和芯片的諧振。
[0007]傳統的實現方法如下:
[0008]天線形式為單純的線圈，線圈的兩端和芯片的兩個射頻端口相連。
[0009]傳統實現方法的缺點是:芯片的電容值是固定的，線圈的面積有限。這意味著在苛刻的小面積內，難以實現線圈和芯片的諧振。
[0010]本實用新型的實現方法如下:
[0011]a)將天線分為兩部分，分別實現讀寫器線圈耦合功能，以及標簽芯片諧振功能。
[0012]b)天線的第一部分是傳統的首尾相接外環線圈，外環線圈和芯片射頻兩端口相連，以保證和讀寫器線圈耦合，能夠產生足夠大的感生電動勢。
[0013]c)外環線圈需要進行跨接，本實用新型的跨接使用了底層金屬，形成了跨接的通路。
[0014]d)天線的第二部分是內環的線圈，內環線圈和射頻端口的一端相連，另外一端開路。內環線圈能夠提供足夠大的寄生電容，相等于改變了芯片的阻抗，使得線圈實現諧振更容易。
[0015]e)內環的線圈的非開路端可以接在距離射頻端口較近的非射頻端口位置，并將此位置作為設計參數，用來對天線進行優化。
[0016]本實用新型不局限于某一種芯片，可以實現在絕大多數超高頻標簽芯片上。
【附圖說明】
[0017]圖1本實用新型所述片上天線結構示意圖；
[0018]圖2本實用新型所述片上天線外環線圈跨接線示意圖；
[0019]圖3是片上天線顯微鏡實物照片示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面參照本實用新型的附圖，更詳細的描述出本實用新型的一個實施例。
[0021 ]圖1為所設計天線結構示意圖。其中al為硅襯底，a2是射頻端口 RFl，a3是射頻端口RF2，射頻端口在圖1中用圓柱體表示。a4是外環線圈，a5是內環線圈，a4和a5之間是a6連接點。a6通過底層金屬連線連接射頻端口 a2，連線在圖1中未標出。其中，硅襯底al之上覆蓋著外環線圈、內環線圈及兩個射頻端口 RF I和RF2，兩個射頻端口位于a I的對角，外環線圈a4位于外圍，內部為內環線圈a5。圖2為片上天線外環線圈跨接線示意圖。bl為硅襯底示意圖，b2是射頻端口 RFl，b3是射頻端口 RF2，射頻端口在圖1中用圓柱體表示。b4是外環線圈，b5是內環線圈，b4和b5之間是b6連接點，b6通過底層金屬連線b7連接射頻端口 b2。通過設計b6的位置和b5的長度可以調整天線的阻抗值。
[0022]圖3是片上天線顯微鏡實物照片示意圖，示意圖的邊緣可以看到Cl硅襯底，c2是射頻端口 RFl，c3是射頻端口 RF2。c4是外環線圈，c5是內環線圈，c4和c5之間是c6連接點，c6通過底層金屬連線c7連接射頻端口 c2。
[0023]采用本實用新型所述方法設計的片上天線面積0.7平方毫米，在常用商用閱讀器條件下，讀距離可達到4mm。本實用新型中的內環線圈也可刪除，同樣可實現本實用新型的功能。
[0024]上述實施例只是本實用新型的舉例，盡管為說明目的公開了本實用新型的實施例和附圖，但是本領域的技術人員可以理解:在不脫離本實用新型及所附的權利要求的精神和范圍內，各種替換、變化和修改都是可能的。因此，本實用新型不應局限于實施例和附圖所公開的內容。
【主權項】
1.一種RFID超高頻片上天線，其特征在于，包括:內環線圈，外環線圈，硅襯底，以及兩個射頻端口 ； 外環線圈首尾相接，并與兩個射頻端口相連； 內環線圈和射頻端口 一段相連，另外一端開路； 外環線圈、內環線圈覆蓋于硅襯底之上，通過硅襯底，外環線圈形成跨接通路。2.根據權利要求1所述的片上天線，其特征在于，外環線圈和內環線圈之間通過連接點相連，連接點通過底層金屬連接與射頻端口 2相連。3.根據權利要求1或2所述的片上天線，其特征在于，內環線圈的非開路端接在近射頻端口位置或直接與射頻端口相連，另一端懸空。4.根據權利要求3所述的片上天線，其特征在于，刪除內環線圈。5.根據權利要求4所述的片上天線，其特征在于，所述片上天線面積為0.7平方毫米。
【文檔編號】H01Q7/00GK205429145SQ201520969138
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2015年11月30日
【發明人】陳會軍
【申請人】華大半導體有限公司