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(nèi)環(huán)線圈，外環(huán)線圈，硅襯底，以及兩個射頻端口；外環(huán)線圈首尾相接，并與兩個射頻端口相連；內(nèi)環(huán)線圈和射頻端口一段相連，另外一端開路；外環(huán)線圈、內(nèi)環(huán)線圈覆蓋于硅襯底之上，通過硅襯底，外環(huán)線圈形成跨接通路。通過設(shè)計內(nèi)外環(huán)線圈的長度、線寬、線間距，以及內(nèi)環(huán)線圈和外環(huán)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(shù)領(lǐng)域
[0001 ] 本實用新型涉及天線設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可用于RFID(Rad1 FrequencyIdentificat1n)領(lǐng)域的無源超高頻(UHF)片上天線。
【背景技術(shù)】
[0002]RFID射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術(shù)。RFID在物流、制造、醫(yī)療、運輸、零售、國防等等方面得到了廣泛應(yīng)用。超高頻RFID技術(shù)是RFID技術(shù)的一種。超高頻RFID標簽的主要構(gòu)成是天線和芯片。
[0003]隨著技術(shù)的發(fā)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(yōu)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(shù)非常重要。
【實用新型內(nèi)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(shè)計方法，并進行了實際的設(shè)計加工。本實用新型設(shè)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(shù)方案予以實現(xiàn)的:
[0006]首先采用近場天線設(shè)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(zhì)因數(shù)。本實用新型主要考慮實現(xiàn)天線和芯片的諧振。
[0007]傳統(tǒng)的實現(xiàn)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(tǒng)實現(xiàn)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(nèi)，難以實現(xiàn)線圈和芯片的諧振。
[0010]本實用新型的實現(xiàn)方法如下:
[0011]a)將天線分為兩部分，分別實現(xiàn)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(tǒng)的首尾相接外環(huán)線圈，外環(huán)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(chǎn)生足夠大的感生電動勢。
[0013]c)外環(huán)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(nèi)環(huán)的線圈，內(nèi)環(huán)線圈和射頻端口的一端相連，另外一端開路。內(nèi)環(huán)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(xiàn)諧振更容易。
[0015]e)內(nèi)環(huán)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(shè)計參數(shù)，用來對天線進行優(yōu)化。
[0016]本實用新型不局限于某一種芯片，可以實現(xiàn)在絕大多數(shù)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(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2本實用新型所述片上天線外環(huán)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(shè)計天線結(jié)構(gòu)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(huán)線圈，a5是內(nèi)環(huán)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(huán)線圈、內(nèi)環(huán)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(huán)線圈a4位于外圍，內(nèi)部為內(nèi)環(huán)線圈a5。圖2為片上天線外環(huán)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(huán)線圈，b5是內(nèi)環(huán)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(shè)計b6的位置和b5的長度可以調(diào)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(huán)線圈，c5是內(nèi)環(huán)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(shè)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(nèi)環(huán)線圈也可刪除，同樣可實現(xiàn)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(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解:在不脫離本實用新型及所附的權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)，各種替換、變化和修改都是可能的。因此，本實用新型不應(yīng)局限于實施例和附圖所公開的內(nèi)容。
【主權(quán)項】
1.一種RFID超高頻片上天線，其特征在于，包括:內(nèi)環(huán)線圈，外環(huán)線圈，硅襯底，以及兩個射頻端口 ； 外環(huán)線圈首尾相接，并與兩個射頻端口相連； 內(nèi)環(huán)線圈和射頻端口 一段相連，另外一端開路； 外環(huán)線圈、內(nèi)環(huán)線圈覆蓋于硅襯底之上，通過硅襯底，外環(huán)線圈形成跨接通路。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的片上天線，其特征在于，外環(huán)線圈和內(nèi)環(huán)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(jù)權(quán)利要求1或2所述的片上天線，其特征在于，內(nèi)環(huán)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(jù)權(quán)利要求3所述的片上天線，其特征在于，刪除內(nèi)環(huán)線圈。5.根據(jù)權(quán)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(fā)明人】陳會軍
【申請人】華大半導(dǎo)體有限公司