專利名稱：一種小型射頻識別讀取天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種片式天線，尤其涉及一種應(yīng)用于手持閱讀器等中的應(yīng)用于超高頻 (UHF)頻段的小型射頻識別讀取天線。
背景技術(shù)：
無線射頻識別技術(shù)(即Radio Frequency Idenfication，簡稱RFID)是一種非 接觸的自動識別技術(shù)，無線射頻識別技術(shù)是通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關(guān)數(shù) 據(jù)。目前，無線射頻識別技術(shù)系統(tǒng)的組成部分一般包括標簽(Tag)、閱讀器(Reader)及傳遞 標簽與閱讀器之間無線射頻信號的射頻識別天線。標簽通常是由耦合組件及芯片組成，每 個標簽具有唯一的電子編碼，附著在物體表面上，用以標識目標對象，閱讀器則是用來讀取 標簽內(nèi)的信息的。當帶有標簽的目標物體進入磁場后，標簽接受閱讀器中讀取天線發(fā)出的 射頻信號，并由標簽天線反饋存儲在標簽芯片中的產(chǎn)品信息(如防偽、價格、生產(chǎn)日期、生 產(chǎn)地、產(chǎn)品介紹等)給閱讀器，消費者就可以由此而獲得產(chǎn)品信息，辯別產(chǎn)品真假等。可見， 在一個RFID系統(tǒng)中，RFID讀取天線被用于向RFID標簽發(fā)射RF信號和從標簽處接受RF信 號，起著非常重要的作用。隨著人們生活水平的提高，小巧型、集中型的電子設(shè)備越來越為人們所關(guān)注。消費 者普遍希望手持閱讀器的結(jié)構(gòu)精巧，易于隨身攜帶，方便消費者購物時識別商場里琳瑯滿 目的商品等，例如將RFID閱讀器集成于手機中，這是一個令人興奮的設(shè)想，隨著手機功能 越來越多，集成度越來越高，這就需要有一個小體積、易集成、高性能的RFID讀取天線作為 技術(shù)支撐。而片式介質(zhì)天線不僅具有尺寸小、重量輕、較好的全向性等優(yōu)點，而且具備低成 本大批量生產(chǎn)的經(jīng)濟上的優(yōu)勢，成為RFID讀取天線優(yōu)選方案。而現(xiàn)有技術(shù)中的片式射頻識 別讀取天線的體積較大，如何將其體積進一步縮小，為人們提出一個新的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述提到的現(xiàn)有技術(shù)中的片式射頻識別讀取天線的體積較大的缺點，本發(fā)明 提供一種新的小型射頻識別讀取天線結(jié)構(gòu)，其將單一天線分成兩個天線，通過串聯(lián)的方式， 使兩個天線共同工作，構(gòu)成一個整體，這種方式可以通過靈活的天線布局，充分利用有限空 間的長和寬，解決了單一方向上長度受限的問題。本發(fā)明的另一個目的是在于提供一種適合于手持讀取器的內(nèi)置RFID識別讀取天 線，通過高介電常數(shù)和基于LTCC工藝的三維金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計，使天線能在更小的尺寸下，達 到更好的技術(shù)指標，具有體積小，性能優(yōu)良的特點。本實用新型解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是一種小型射頻識別讀取天線，該 天線包括基體、設(shè)置在基體內(nèi)外側(cè)的兩個焊接端和設(shè)置在基體內(nèi)的兩個天線體，其中一個 天線的兩端分別與一個焊接端連接，另一個天線體的一端與一個焊接端連接，另一端開路。本實用新型解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案進一步還包括所述的天線體包括由一個以上的上層金屬片、一個以上的金屬連接柱和一個以上的下層金屬片依次首尾連接形成的螺旋形天線。所述的天線體包括第一天線體和第二天線體，第一天線體和第二天線體垂直設(shè)置。所述的第二天線體上連接有微帶線。所述的天線體中間位置設(shè)有金屬導(dǎo)體。所述的天線體為片狀金屬片，所述的片狀金屬片呈方波形，且各個橫向設(shè)置的金 屬片長度相等。所述的天線體為片狀金屬片，所述的片狀金屬片呈方波形，且各個橫向設(shè)置的金 屬片中，中間的金屬片長度最小，越向兩側(cè)金屬片長度越長。所述的下層天線體下方設(shè)有饋電金屬片。所述的兩個天線體相互平行設(shè)置。所述的兩個焊接端在基體外側(cè)對稱設(shè)置。本實用新型的有益效果是本發(fā)明將單一天線分成兩個天線，通過串聯(lián)的方式，使 兩個天線共同工作，構(gòu)成一個整體，最大范圍內(nèi)減小了天線的體積，本發(fā)明符合現(xiàn)在無線通 信產(chǎn)品向短、小、輕、薄方向發(fā)展的趨勢，本發(fā)明中采用LTCC工藝技術(shù)為片式介質(zhì)天線的發(fā) 展提供了強大的動力，使片式介質(zhì)天線可以達到更小的尺寸，達到更好的技術(shù)指標，具有體 積小，性能優(yōu)良的特點，發(fā)展前景廣闊而誘人。下面將結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型做進一步說明。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理示意圖。圖2為本發(fā)明的天線典型布局結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明實施例一的天線立體結(jié)構(gòu)圖。圖4為本發(fā)明實施例一的天線俯視圖。圖5為本發(fā)明實施例一的天線側(cè)視圖。圖6為本發(fā)明實施例一的主平面波瓣圖。圖7為發(fā)明本實施例一的頻率響應(yīng)圖。圖8為本發(fā)明實施例二的天線立體結(jié)構(gòu)圖。圖9為本發(fā)明實施例三的天線立體結(jié)構(gòu)圖。圖10為本發(fā)明實施例四的天線立體結(jié)構(gòu)圖。圖中，21-第一片式介質(zhì)天線體，23-第二片式介質(zhì)天線體，24-微帶線，25-地， 32-上層金屬片，33-第一引出部分，34-下層金屬片，35-金屬連接柱，36-第二引出部分， 52-上層金屬片，53-金屬導(dǎo)體，54-第一引出部分，55-金屬連接柱，56-下層金屬片，57-第 二引出部分，62-上層天線體，63-下層天線體，64-阻抗匹配部分，72-上天線體，73-阻抗匹 配部分，74-下天線體。
具體實施例方式本實施例為本實用新型優(yōu)選實施方式，其他凡其原理和基本結(jié)構(gòu)與本實施例相同 或近似的，均在本實用新型保護范圍之內(nèi)。
請參看附圖1，本發(fā)明的核心思想是將一個大的片式介質(zhì)天線，分解成兩個相對較 小的片式介質(zhì)天線，通過靈活的天線布局，讓兩個小的片式介質(zhì)天線在基體內(nèi)串聯(lián)工作，解 決空間受限的問題。請參看附圖2，附圖2示出了采用本發(fā)明方法的一種典型天線布局形 式，本實施例中，在空間受限的情況下，將兩個片式介質(zhì)天線，即第一片式介質(zhì)天線體21和 第二片式介質(zhì)天線體23，本實施例中，將兩個片式介質(zhì)天線垂直擺放，具體實施時，也可采 用層疊擺放等形式進行設(shè)置。本實施例中的天線體的主體為基體，基體采用高頻陶瓷材料 構(gòu)成，起到減小天線體積，固定內(nèi)部電路、提高機械強度、增加器件可靠性的作用，兩個天線 體都設(shè)置在基體內(nèi)，本實施例中，基體外側(cè)設(shè)有兩個焊接端，本實施例中，兩個焊接端對稱 設(shè)置。本實施例中，通過兩個片式介質(zhì)天線體的中的一個分別與一個焊接端連接，另一個天 線體的一端與一個焊接端連接，另一端開路，這樣，就通過一個焊接端將兩個天線體串聯(lián)在 一起進行工作，本實施例中，基體內(nèi)還設(shè)有微帶線M，微帶線M為長條狀金屬片，本實施例 中，微帶線M與第二片式介質(zhì)天線體23 —端的焊接端連接。本實施例中，使用時，微帶線 24與天線外側(cè)周圍的地25位于同一平面內(nèi)，構(gòu)成一個共面波導(dǎo)，本發(fā)明中采用了共面波導(dǎo) 的方式來進行信號激勵。下面將以幾種簡單的形式，對本發(fā)明中的幾種RFID讀取天線的具體實現(xiàn)形式進 行介紹，本發(fā)明中的RFID讀取天線既可以作為一個獨立的天線單獨工作，也可以分解成兩 個天線使用。實施例一請參看附圖3、附圖4和附圖5，本實施例中，小片式介質(zhì)天線包括一個以上的上層 金屬片32、一個以上的下層金屬片34和一個以上的金屬連接柱35構(gòu)成，上層金屬片32、金 屬連接柱35和下層金屬片34依次首位順次連接，形成立體螺旋形天線，即第一個上層金 屬片與第一個金屬連接柱一端連接，第一個金屬連接柱另一端與第一個下層金屬片一端連 接，第一個下層金屬片另一端與第二個金屬連接柱一端連接，第二個金屬連接柱另一端與 第二個上層金屬片一端連接……本實施例中，各個上層金屬片32平行設(shè)置，各個下層金屬 片34也平行設(shè)置，上層金屬片32和下層金屬片34水平設(shè)置，各個金屬連接柱35豎直設(shè)置， 且各個金屬連接柱35之間相互平行。本實施例中，螺旋形天線一端端頭的上層金屬片32 或下層金屬片34上連接有第一引出部分33，螺旋形天線另一端端頭的上層金屬片32或下 層金屬片34上連接有第二引出部分36，第一引出部分33和第二引出部分36為饋電部。本實施例中，上層金屬片32、下層金屬片34和金屬連接柱35嵌裝在基體31內(nèi)， 本實施例中，基體31由高頻陶瓷材料構(gòu)成，起到減小天線體積，固定內(nèi)部電路、提高機械強 度、增加器件可靠性的作用。本實施例中，天線在制造時，先在具有一定厚度的高頻陶瓷材 料上面通過印刷工藝形成下層金屬片34，然后再在下層金屬片34的連接處(即金屬連接 柱35處)印刷一層金屬圓點，然后利用流延工藝在其他處形成一層高頻陶瓷材料，然后再 印刷一層金屬圓點，形成一層高頻陶瓷材料，如此重復(fù)N次，直至達到足夠高度，然后再印 刷好上層金屬片32，最終在高頻陶瓷材料中形成螺旋狀的天線結(jié)構(gòu)。請參看附圖6和附圖7，圖6、圖7分別是該RFID讀取天線的主平面波瓣圖和頻率 響應(yīng)圖。從圖中可以看出該RFID天線具有良好的全向性，阻抗帶寬41約為50MHz。通過調(diào) 整上層金屬片32、下層金屬片34的線寬、疏密，以及金屬連接柱35的高度、半徑等可改變器 件的中心頻率、駐波比、帶寬等電性參數(shù)，使其工作在所需的RFID工作頻段。
實施例二請參看附圖8，本實施例中的天線結(jié)構(gòu)與實施例一的結(jié)構(gòu)相似，本實施例在實施例 一中在天線體中間嵌入金屬導(dǎo)體53，產(chǎn)生一個小電容，本實施例中，金屬導(dǎo)體53呈長方形， 通過調(diào)節(jié)金屬導(dǎo)體53的長和寬，可以有效調(diào)節(jié)本發(fā)明的阻抗匹配，改善駐波比、帶寬等電 性。實施例三請參看附圖9，本實施例中，天線體呈蛇形，具體的說，天線體呈方波形，上下兩層 方波形天線體平行設(shè)置在基體內(nèi)，兩層天線體間隔一定距離設(shè)置，本實施例中，基體內(nèi)還設(shè) 有阻抗匹配部分64，阻抗匹配部分64呈長方形，通過調(diào)節(jié)阻抗匹配部分64的長和寬，可以 有效調(diào)節(jié)本發(fā)明的阻抗匹配，改善駐波比、帶寬等電性。本實施例中，阻抗匹配部分64設(shè)置 在下層天線體63的下方。實施例四請參看附圖10，本實施例中的天線與實施例三中的相似，本實施例中的天線體也 呈蛇形，但是，其呈漸變形式，即中間部分的橫向金屬片長度最短，越向兩邊的橫向金屬片 長度越長，本實施例中，基體內(nèi)還設(shè)有阻抗匹配部分73，阻抗匹配部分73呈長方形，通過調(diào) 節(jié)阻抗匹配部分73的長和寬，可以有效調(diào)節(jié)本發(fā)明的阻抗匹配，改善駐波比、帶寬等電性。 本實施例中，阻抗匹配部分73設(shè)置在下層天線體74的下方。工作時，天線由阻抗匹配部分 73激勵，通過電磁耦合，使間隔一定距離并布置在上方的蛇形上天線體72和下天線體74之 間產(chǎn)生輻射。本實施例中，上天線體72和下天線體74采用了漸變的結(jié)構(gòu)，有助于改善阻抗 匹配和展寬天線帶寬。本發(fā)明中的基體通常采用采用介電常數(shù)為5 150的陶瓷粉料制成。本發(fā)明既可 以作為單一天線，獨立工作使用，只要將連接一個天線體的焊接端饋電，另一個焊接端開路 即可；也可以遵循本發(fā)明的思路將大天線分成兩個相同的小天線，制作成兩個分立天線，通 過串聯(lián)的方式，共同工作，雙天線工作時，采用串聯(lián)饋電，其中連接兩個天線的焊接端饋電， 另一個焊接端與另一個天線的一個焊接端串聯(lián)，第二個電線的另一個焊接端開路。通過靈 活的天線布局，解決空間受限的問題。本發(fā)明的天線適合頻段為800MHz 1GHz。本發(fā)明將單一天線分成兩個天線，通過串聯(lián)的方式，使兩個天線共同工作，構(gòu)成一 個整體，最大范圍內(nèi)減小了天線的體積，本發(fā)明符合現(xiàn)在無線通信產(chǎn)品向短、小、輕、薄方向 發(fā)展的趨勢，本發(fā)明中采用LTCC工藝技術(shù)為片式介質(zhì)天線的發(fā)展提供了強大的動力，使片 式介質(zhì)天線可以達到更小的尺寸，達到更好的技術(shù)指標，具有體積小，性能優(yōu)良的特點，發(fā) 展前景廣闊而誘人。
權(quán)利要求
1.一種小型射頻識別讀取天線，其特征是所述的天線包括基體、設(shè)置在基體內(nèi)外側(cè) 的兩個焊接端和設(shè)置在基體內(nèi)的兩個天線體，兩個天線的兩端分別與一個焊接端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型射頻識別讀取天線，其特征是所述的天線體包括由一 個以上的上層金屬片、一個以上的金屬連接柱和一個以上的下層金屬片依次首尾連接形成 的螺旋形天線。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的小型射頻識別讀取天線，其特征是所述的天線體包括第一 天線體和第二天線體，第一天線體和第二天線體垂直設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的小型射頻識別讀取天線，其特征是所述的第二天線體上連 接有微帶線。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任意一項所述的小型射頻識別讀取天線，其特征是所述的 天線體中間位置設(shè)有金屬導(dǎo)體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型射頻識別讀取天線，其特征是所述的天線體為片狀金 屬片，所述的片狀金屬片呈方波形，且各個橫向設(shè)置的金屬片長度相等。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型射頻識別讀取天線，其特征是所述的天線體為片狀金 屬片，所述的片狀金屬片呈方波形，且各個橫向設(shè)置的金屬片中，中間的金屬片長度最小， 越向兩側(cè)金屬片長度越長。
8.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的小型射頻識別讀取天線，其特征是所述的下層天線體 下方設(shè)有饋電金屬片。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的小型射頻識別讀取天線，其特征是所述的兩個天線體 相互平行設(shè)置。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至4或6或7中任意一項所述的小型射頻識別讀取天線，其特征 是所述的兩個焊接端在基體外側(cè)對稱設(shè)置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于手持閱讀器等中的應(yīng)用于超高頻(UHF)頻段的小型射頻識別讀取天線，天線包括基體、設(shè)置在基體內(nèi)外側(cè)的兩個焊接端和設(shè)置在基體內(nèi)的兩個天線體，兩個天線的兩端分別與一個焊接端連接。本發(fā)明將單一天線分成兩個天線，通過串聯(lián)的方式，使兩個天線共同工作，構(gòu)成一個整體，最大范圍內(nèi)減小了天線的體積，本發(fā)明符合現(xiàn)在無線通信產(chǎn)品向短、小、輕、薄方向發(fā)展的趨勢，本發(fā)明中采用LTCC工藝技術(shù)為片式介質(zhì)天線的發(fā)展提供了強大的動力，使片式介質(zhì)天線可以達到更小的尺寸，達到更好的技術(shù)指標，具有體積小，性能優(yōu)良的特點，發(fā)展前景廣闊而誘人。
文檔編號G06K7/00GK102142601SQ20101056093
公開日2011年8月3日 申請日期2010年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月26日
發(fā)明者張 杰, 張立智, 朱圓圓, 梁啟新, 藍建偉, 賴定權(quán) 申請人:深圳市麥捷微電子科技股份有限公司