高定向可集成于包裹快遞單中的rfid標簽天線的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高定向可集成于包裹快遞單中的RFID標簽天線。本發(fā)明括PET基底、金屬莫克森結(jié)構(gòu)及耦合饋電環(huán)。在PET基底上設(shè)置有金屬莫克森結(jié)構(gòu)及耦合饋電環(huán)，其中金屬莫克森結(jié)構(gòu)為包括主振子和反射器，均采用彎折結(jié)構(gòu)，主振子和反射器之間存在設(shè)定間隙，主振子和反射器的兩端均向RFID標簽天線中間延伸，耦合饋電環(huán)處于金屬莫克森結(jié)構(gòu)中間靠近主振子的位置，所述的耦合饋電環(huán)上加載芯片ImpinjMonza4。本發(fā)明中天線基底采用PET材料，是標簽加工中最常用的基底材料之一。而其他結(jié)構(gòu)都是用鋁蝕刻加工制作而成，成本低廉且加工方便。
【專利說明】高定向可集成于包裹快遞單中的RFID標簽天線
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于天線技術(shù)與無線通信領(lǐng)域,涉及一種高定向RFID標簽天線。
【背景技術(shù)】
[0002]射頻識別即RFID (Radio Frequency Identification)技術(shù)，又稱電子標簽、無線射頻識別，是一種可通過無線電訊號識別特定目標并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無需識別系統(tǒng)與特定目標之間建立機械或光學(xué)接觸的通信技術(shù)。常用的無源RFID有低頻(125k-134.2K)、高頻(13.56Mhz)、超高頻(860-960MHz)。
[0003]RFID標簽天線作為RFID系統(tǒng)的重要組成部分，它的性能將極大的影響整個RFID系統(tǒng)的效率與質(zhì)量。影響RFID天線性能的主要因素包括天線的尺寸、工作頻段、阻抗及增益等。
[0004]現(xiàn)有RFID標簽天線大多數(shù)為偶極子形式全向天線，其閱讀距離在其使用平面內(nèi)大致相同。但是在一些應(yīng)用場合中全向天線并不適用。比如人工查找快遞包裹的應(yīng)用中，快遞員可以通過手持RFID閱讀器讀取黏貼在包裹上的RFID標簽內(nèi)容來查找所需包裹。這種應(yīng)用場合下，全向的標簽天線會導(dǎo)致人工查找的位置不明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種高定向可集成于快遞單中的RFID標簽天線。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
本發(fā)明包括PET基底、金屬莫克森結(jié)構(gòu)及耦合饋電環(huán)，在PET基底上設(shè)置有金屬莫克森結(jié)構(gòu)及耦合饋電環(huán)，其中金屬莫克森結(jié)構(gòu)為包括主振子和反射器，均采用彎折結(jié)構(gòu)，主振子和反射器之間存在設(shè)定間隙，主振子和反射器的兩端均向RFID標簽天線中間延伸，耦合饋電環(huán)處于金屬莫克森結(jié)構(gòu)中間靠近主振子的位置，所述的耦合饋電環(huán)上加載芯片ImpinjMonza 4。
[0007]進一步說，耦合饋電環(huán)為矩形方環(huán)。
[0008]進一步說，該RFID標簽天線工作在FCC頻段，即902MHz_928MHz頻段。
[0009]進一步說,該RFID標簽天線的總體尺寸是80mmX60mmX0.05mm。
[0010]本發(fā)明具有的有益效果是:
本發(fā)明的RFID天線尺寸僅為80mmX60mm,可集成于快遞單中。天線具有高前后比,在整個FCC頻段天線的前后比均達到15dB以上。天線的半功率角可以達到150°，遠遠大于普通偶極子標簽天線。同時該天線具有良好的可調(diào)節(jié)特性，可通過調(diào)節(jié)耦合饋電環(huán)輕松實現(xiàn)不同RFID芯片的匹配。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為天線的整體結(jié)構(gòu)俯視圖。[0012]圖2為天線的輸入阻抗測試結(jié)果圖。
[0013]圖3為標簽的閱讀距離測試圖。
[0014]圖4為人工查找貨架中包裹的應(yīng)用示意圖。
[0015]圖5為智能貨架/書架中的應(yīng)用示意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳述:
如圖1所示，本發(fā)明中RFID天線由PET基底1-1、莫克森結(jié)構(gòu)(主振子1_2和反射器1-3)及稱合饋電環(huán)1-4組成。饋電環(huán)上加載芯片Impinj Monza4 1_5。天線的總體尺寸是80mmX 60mmX 0.05mm,基板1-1采用的是標簽加工中最常用的PET材料，它的介電常數(shù)為3.2。本發(fā)明莫克森結(jié)構(gòu)有別于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，采用彎折線化結(jié)構(gòu)以縮減尺寸。其中，彎折線的線寬、彎折寬度及線間距均可以用于天線的阻抗調(diào)節(jié)。而主振子近端的耦合饋電環(huán)1-4可以通過調(diào)整環(huán)與主振子的間距及環(huán)的長寬分別調(diào)節(jié)天線的阻抗及電抗，在饋電的同時實現(xiàn)了天線阻抗及電抗的獨立調(diào)節(jié)。
[0017]該天線測試的輸入阻抗如圖2所示，所測得阻抗在915MHz時為10+145.6j歐姆，與芯片Monza4的阻抗11+143j達到共軛匹配。
[0018]標簽的測試最遠閱讀距離如圖3所示，在FCC頻段內(nèi)時，正向閱讀距離均大于16.5m,而反向閱讀距離均小于5.5m。
[0019]標簽用于人工查找貨架上的快遞包裹的示意圖如圖4所示。標簽尺寸只有80mmX60mm，遠小于快遞單的尺寸，可以集成于快遞單中，黏貼在包裹的表面?？爝f員可以持RFID閱讀器4-1閱讀黏貼在貨架4-2上快遞包裹4_3上的標簽4_4內(nèi)容，通過不接觸包裹的方式就可以找到需要的包裹，大大增加了查找效率，避免了傳統(tǒng)查找過程中對包裹的損害。
[0020]圖5是智能貨架/書架中RFID標簽的應(yīng)用示意圖。貨架/書架5_1中的包裹/書本5-3,在包裹/書本扉頁黏貼標簽5_4。標簽中的彳目息傳送到閱讀器終端5-2,進一步傳輸?shù)椒?wù)器中，實現(xiàn)快遞包裹/圖書管理的自動化與智能化。
[0021 ] 本發(fā)明的RFID標簽天線的優(yōu)點包括:
(I)成本低且尺寸相對較小。天線只采用PET與鋁兩種材料，是最基礎(chǔ)的標簽加工材料。且整個天線的尺寸只有80mmX60mmX0.05mm,與其他定向天線相比尺寸大幅度減小。
[0022](2) FCC頻段工作良好。如圖3所示，天線可以正常工作在FCC頻段下，在該頻道其前后比大于15dB，單向性非常好。
[0023](3)可調(diào)性強。當更換RFID芯片時，只要調(diào)節(jié)耦合饋電環(huán)結(jié)構(gòu)的位置尺寸就可以輕松實現(xiàn)阻抗匹配。
[0024](4)半功率角大。應(yīng)用于智能貨架/書架系統(tǒng)時標簽的半功率角為150度，遠大于普通偶極子標簽的70度，使得閱讀器的可讀取范圍更廣。
[0025]本發(fā)明陳述了一種高定向可集成于快遞單中的RFID標簽天線，使用耦合饋電環(huán)結(jié)構(gòu)作為阻抗調(diào)節(jié)單元，使得RFID天線很容易調(diào)節(jié)輸入阻抗，彎折線結(jié)構(gòu)大幅度減小了標簽的尺寸，同時莫克森結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了標簽的高定向性，適用于人工非接觸式物品查找。本發(fā)明中天線基底采用的是PET材料，是標簽加工中最常用的基底材料之一。而其他結(jié)構(gòu)都是用鋁蝕刻加工制作而成，成本低廉且加工方便。綜上所述，設(shè)計出的RFID標簽天線不僅實現(xiàn)了高定向，而且還具有尺寸小，閱讀距離遠，結(jié)構(gòu)簡單，成本低等優(yōu)點，因此有著廣闊的應(yīng)用價值和市場潛力。
【權(quán)利要求】
1.高定向可集成于包裹快遞單中的RFID標簽天線，包括PET基底、金屬莫克森結(jié)構(gòu)及耦合饋電環(huán)，其特征在于:在PET基底上設(shè)置有金屬莫克森結(jié)構(gòu)及耦合饋電環(huán)，其中金屬莫克森結(jié)構(gòu)為包括主振子和反射器，均采用彎折結(jié)構(gòu)，主振子和反射器之間存在設(shè)定間隙，主振子和反射器的兩端均向RFID標簽天線中間延伸，耦合饋電環(huán)處于金屬莫克森結(jié)構(gòu)中間靠近主振子的位置，所述的稱合饋電環(huán)上加載芯片Impinj Monza 4。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RFID標簽天線，其特征在于:所述的耦合饋電環(huán)為矩形方環(huán)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RFID標簽天線，其特征在于:該RFID標簽天線工作在FCC頻段，即 902MHz-928MHz 頻段。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RFID標簽天線，其特征在于:該RFID標簽天線的總體尺寸是 80mmX60mmX 0.05mm。
【文檔編號】H01Q19/10GK103633429SQ201310413142
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月10日
【發(fā)明者】劉琦, 何賽靈 申請人:劉琦, 何賽靈