[发明专利]一种内嵌式耦合馈电的RFID贴片天线

说明书

技术领域

本发明涉及射频识别天线技术领域，特别涉及一种内嵌式耦合馈电的RFID贴片天线。

背景技术

射频识别技术(Radio Frequency Identification，RFID)，又称无线射频识别，是一种利用电磁波实现的非接触式的自动识别技术。其作为物联网的核心组成部分，正在飞速的发展。RFID系统是由阅读器、标签和上位机软件组成，在RFID通信过程中，电子标签的灵敏度要远远低于阅读器的灵敏度，而标签天线作为标签能量的来源器件，在通信过程中有着重要的作用。

在零售业、物流业等领域，超高频射频识别(UHF-RFID)技术应用的越来越广泛。对于超高频RFID所使用的频段，不同的国家有不同的频段许可标准，例如中国采用的840MHz-845MHz和920MHz-925MHz，而美国、加拿大和墨西哥允许使用的频段为902MHz到928MHz。因此，设计覆盖全球超高频RFID使用频段(840MHz-960MHz)的超宽带标签天线具有非常重要的意义。

在现在的市场中，大部分的RFID系统采用的是圆极化的阅读器天线。当标签使用线极化的天线时，在通信过程中就会出现很大的极化失配，从而大大的减少了阅读距离。甚至当阅读器天线也是使用线极化时，线极化的标签天线放置的位置稍微错位就会出现完全的极化失配，从而不能进行通信。

在许多实际应用环境中，标签需要附着在金属表面上。由于金属对电磁波的反射，当标签天线贴近金属时，天线的阻抗匹配、辐射效率、方向性、圆极化天线的圆偏振模式等都会发生改变，标签的读取距离大大的降低甚至不能工作。因此设计一个抗金属的标签天线是市场上迫切需要的。

现在的市场上应用的RFID标签芯片都是呈现低阻抗高容抗的性质，要实现阻抗匹配，实现最大的传输功率，标签天线必须设计为低阻抗高感抗的电抗。由于不同标签芯片有着不同的阻抗值，因此设计易于阻抗调节的标签天线非常有必要。

随着智能可穿戴电子产品物联网等领域的兴起，对产品的尺寸要求也越来越高。如果在实现较高性能指标的情况下使得产品的尺寸最小，也是商用产品的设计关键。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种内嵌式耦合馈电的RFID贴片天线，该天线采用内嵌式耦合馈电方式，具有宽频带、圆极化、抗金属、易于阻抗调节、小尺寸等优势，且覆盖了全球超高频RFID应用频段，具有较高的增益。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：一种内嵌式耦合馈电的RFID贴片天线，包括：辐射贴片、介质基板、接地金属贴片、微带馈线和标签芯片；

辐射贴片设置在介质基板的上表面，接地金属贴片设置在介质基板的下表面；

辐射贴片的中部开有一个十字形槽，十字形槽两条槽的中心线交点与辐射贴片中心重合；十字形槽的内部嵌入一个L形微带馈线，标签芯片焊接在L形微带馈线上。

优选的，通过改变微带馈线的长度以及标签芯片的焊接位置，可以调节天线的阻抗。

具体的，标签芯片焊接在距离L形微带馈线端点3.3mm处。

优选的，所述十字形槽宽度相等为5mm，长度分别为36.2mm和37.2mm。

优选的，所述L形微带馈线嵌入在十字形槽的内部，其总长度为35.9mm，宽度为1.7mm。

优选的，辐射贴片、接地金属贴片和微带馈线均采用铜材料制成。

优选的，介质基板采用FR4介质基板。

优选的，在辐射贴片一对角处开有两个L形槽，L形槽的顶点在辐射贴片的对角线上，L形槽的开口对着辐射贴片中心。

优选的，所述的对角处两个L形槽具有相同的宽度2.3mm，长度分别为14.5mm和15.5mm。

优选的，该天线还包括一对短路通孔，通过在微带馈线两端上打通孔，使辐射贴片上层和接地金属贴片下层连通，通过短路通孔将接地金属贴片作为标签天线的一部分，以达到抗金属的目的。

具体的，短路通孔设置在L形馈线的两端尽头。

具体的，短路通孔采用铜材料制成。

具体的，短路通孔的半径为0.4mm。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1、本发明通过十字形槽和L形槽对贴片电流的微扰，可以激发出更好的圆极化模式，并且延长电流路径缩小天线尺寸。

2、本发明通过L形微带馈线可以对辐射贴片进行耦合馈电，实现宽频带带宽。