[发明专利]基于RFID技术的电子车牌无源抗金属标签天线

说明书

技术领域

本发明属于天线技术与无线通信领域，应用于电子车牌的基于RFID技术的无源抗金属标签天线。

背景技术

电子车牌，又称为汽车电子标识，是由国家公安部提出并推广的，用于识别全国车辆真实身份的一套高科技系统的统称。结合物联网无源射频识别(RFID，即Radio Frequency Identification)技术，电子车牌成为了一种应对中国交通管理发展的新型智慧管理手段，是对物联网RFID技术提升后的一种跨界应用。

RFID技术是一种可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触的通信技术。RFID标签天线作为RFID系统的重要组成部分，它的性能将极大的影响整个RFID系统的效率与质量。影响RFID标签天线工作性能的因素主要包括天线的尺寸、工作频段、阻抗及增益等，同时，RFID标签天线的工作环境也会对其工作性能产生较大的影响。例如，当RFID标签天线工作在金属环境下时，一般的标签天线的阻抗会严重失配，而增益则会大大降低，从而会极大地减小RFID技术的阅读距离。嵌入在机动车号牌上的RFID标签天线，由于距离机动车的金属外壳非常近，将面临工作性能受到金属严重干扰的难题。

利用机动车号牌制作成RFID标签天线并附之以RFID芯片从而制作成电子车牌的做法，目前已有少量研究。而在已存在的研究当中，多数的设计不具备抗金属的性能，或者需要的设计面积较大从而影响号牌上号码的印刷，因此实用价值较低。

发明内容

1、发明目的。

本发明为了解决现有技术中无法识别和采集车辆真实身份的问题，而提出了一种基于RFID技术的电子车牌无源抗金属标签天线。

2、本发明所采用的技术方案。

本发明提出了一种基于RFID技术的电子车牌无源抗金属标签天线，包括倒T型缝隙、RFID芯片，形状尺寸与号牌相同的平面介质基板；所述的倒T型缝隙位于处于号牌的边缘，开口设置；RFID芯片两极横跨于竖直缝隙正中，平面介质基板贴附在号牌背面。

更进一步具体实施方式中，所述的倒T型缝隙位于号牌的长边上。

更进一步具体实施方式中，所述的倒T型缝隙位于号牌的上边缘。

更进一步具体实施方式中，所述的RFID芯片采用Alien Higgs-4。

更进一步具体实施方式中，所述的平面介质基板与号牌大小相同。

更进一步具体实施方式中，所述的平面介质基板为FR-4环氧树脂。

更进一步具体实施方式中，还包括号牌固定过孔设置在号牌四周固定号牌。

3、本发明所产生的技术效果。

(1)本发明的RFID无源抗金属标签天线制作在机动车号牌上，倒T型缝隙处于号牌长边边缘，且尺寸很小，不会影响到号牌上号码的印刷制作。

(2)本发明具备抗金属能力，在金属环境下阻抗匹配好，天线增益高，标签天线无论在自由空间中还是在金属表面上均能实现良好的阻抗匹配。

(3)本发明标签天线放置在金属表面上时的0dBi增益波束宽，E面和H面均达120°左右，易于被前方各个角度的阅读器读取。

(4)本发明工作在FCC频段(902-928MHz)下，天线增益大，阅读距离远，最大阅读距离可达17m。

附图说明

图1为标签天线的整体结构图；

图2为标签天线分别在自由空间中和金属表面上的功率反射系数曲线图；

图3为标签天线放置于金属表面上时的增益方向图；

图4为标签放置于金属表面上时的最远阅读距离测试图。

具体实施方式

实施例1

制作在机动车号牌上的RFID无源抗金属标签天线，包括倒T型缝隙结构和介质基板，倒T型缝隙设计在号牌长边边缘，且缝隙开口；其中，倒T型缝隙中的竖直缝隙之间加载RFID芯片。倒T型缝隙设置在号牌长边边缘可以最大化标签天线的电尺寸，有助于提高标签天线的增益和带宽。由于结构的不对称，标签天线辐射的主瓣方向会偏向倒T型缝隙所在一侧的方向，因此把倒T型缝隙设置在号牌的上边缘可以更容易被通常安置在高处的阅读器所读取。

按照中华人民共和国公共安全行业标准GA36-2014，为了不影响号牌号码的印刷，倒T型缝隙的总高度不应超过号码到号牌上边缘的距离。为了适应所有类型的号牌，缝隙的总高度应当小于10mm。对应不同类型的号牌，缝隙的总宽度设置在20mm至60mm之间较佳。