本實(shí)用新型屬于RFID技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可在金屬表面工作的RFID雙頻電子標(biāo)簽的微帶天線。

背景技術(shù)：

RFID(Radio Frequency Identification)技術(shù)，又稱無線射頻識(shí)別，是一種通信技術(shù)，可通過無線電訊號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，無需在識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸?？梢栽谖锪?，醫(yī)療器械管理，物資使用，圖書管理，動(dòng)物識(shí)別，生產(chǎn)裝配等領(lǐng)域廣泛的使用。RFID系統(tǒng)一般包括電子標(biāo)簽、讀寫器以及應(yīng)用軟件三部分組成。電子標(biāo)簽用來存儲(chǔ)被標(biāo)識(shí)物體的身份信息。讀寫器與電子標(biāo)簽進(jìn)行無線通信，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)簽中數(shù)據(jù)信息的寫入和讀取，應(yīng)用軟件把讀寫器收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。電子標(biāo)簽中是整個(gè)系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件，而標(biāo)簽天線的性能很大程度上決定著標(biāo)簽的性能，包括可讀寫距離，一致性等。電子標(biāo)簽的天線主要有偶極子天線、微帶天線、平面倒F天線、平面L天線等多種類型，應(yīng)用于不同的場(chǎng)合。

目前已有的可在金屬表面工作的標(biāo)簽微帶天線(以下稱金屬標(biāo)簽天線)主要因?yàn)榛谖炀€設(shè)計(jì)，但現(xiàn)有技術(shù)的標(biāo)簽微帶天線使用的頻率帶寬有限，一般為0.5％-2％。而目前各國(guó)RFID使用的頻段差別很大，比如，美國(guó)902MHz-928MHz，歐洲865MHz-868MHz，日本950MHz-960MHz以及中國(guó)920MHz-925MHz，因此，采用現(xiàn)有的金屬標(biāo)簽天線制作的標(biāo)簽只能工作于某一頻段，而不能同時(shí)工作于兩種不用的頻段。如果要同時(shí)使用歐洲頻段以及美國(guó)頻段只能使用2個(gè)不同的電子標(biāo)簽，這無異于增加了成本以及縮小的標(biāo)簽的使用范圍，同時(shí)，也不利于商品流通，不符合當(dāng)前全球化的發(fā)展趨勢(shì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型旨在提出一種雙頻RFID標(biāo)簽微帶天線，可以在金屬面上工作的，并能使窄帶的標(biāo)簽天線工作于兩種不用的頻段。

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：

一種雙頻RFID標(biāo)簽微帶天線，包括長(zhǎng)方體的介質(zhì)陶瓷塊(11)，所述介質(zhì)陶瓷塊(11)上表面和下表面分別設(shè)置上電極(12)和下電極(13)，所述上電極(12)、介質(zhì)陶瓷塊(11)和下電極(13)之間形成諧振體，所述上電極(12)為諧振電極，所述下電極(13)為天線的地；所述介質(zhì)陶瓷塊(11)的一個(gè)側(cè)面上設(shè)有用于與外部電路連接的第一饋電電極(14)和第二饋電電極(15)，所述第一饋電電極(14)和第二饋電電極(15)中間設(shè)有一條縫隙(16)，所述第二饋電電極(15)與下電極(13)電氣相連，所述第一饋電電極(14)與上電極(12)通過連接電極(18)電氣連接；

所述上電極(12)為正方形；在所述上電極(12)的對(duì)角線中設(shè)有一饋電槽(17)；所述饋電槽(17)用于產(chǎn)生兩個(gè)正交極化簡(jiǎn)并模，根據(jù)實(shí)際工作頻率設(shè)置所述饋電槽(17)大小從而能夠分立兩個(gè)簡(jiǎn)并模得到需要的2個(gè)工作頻率。

優(yōu)選地，所述饋電槽(17)為橢圓形槽、矩形或菱形。

優(yōu)選地，所述的介質(zhì)陶瓷塊(11)采用介電常數(shù)為6～160的的微波介質(zhì)陶瓷。

優(yōu)選地，所述的介質(zhì)陶瓷塊(11)為BaO-PbO-Nd₂O₃-TiO₂系列微波材料或CaO-Li₂O-Ln₂O₃-TiO₂系列微波材料。

優(yōu)選地，所述饋電槽(17)產(chǎn)生的兩個(gè)正交極化簡(jiǎn)并模幅度相等。

采用本實(shí)用新型的技術(shù)方案，以一種簡(jiǎn)單的方式實(shí)現(xiàn)雙頻RFID標(biāo)簽微帶天線，通過調(diào)整上電極的尺寸，連接電極以及中間橢圓形槽長(zhǎng)軸，就能使工作的兩個(gè)頻率達(dá)到與標(biāo)簽芯片阻抗的共軛匹配。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型雙頻RFID標(biāo)簽微帶天線的結(jié)構(gòu)圖。

圖2為本實(shí)用新型雙頻RFID標(biāo)簽微帶天線的在非金屬表面工作測(cè)試圖。

圖3為本實(shí)用新型雙頻RFID標(biāo)簽微帶天線的在金屬表面工作測(cè)試圖。

具體實(shí)施方式

參見圖1，所示為本實(shí)用新型雙頻RFID標(biāo)簽微帶天線的結(jié)構(gòu)圖，此標(biāo)簽天線基于微帶天線設(shè)計(jì)，從而能夠在金屬面上工作。具體包括長(zhǎng)方體的介質(zhì)陶瓷塊(11)，介質(zhì)陶瓷塊(11)上表面和下表面分別設(shè)置上電極(12)和下電極(13)，上電極(12)、介質(zhì)陶瓷塊(11)和下電極(13)之間形成諧振體，上電極(12)為諧振電極，下電極(13)為天線的地；介質(zhì)陶瓷塊(11)的一個(gè)側(cè)面上設(shè)有用于與外部電路連接的第一饋電電極(14)和第二饋電電極(15)，第一饋電電極(14)和第二饋電電極(15)中間設(shè)有一條縫隙(16)，第二饋電電極(15)與下電極(13)電氣相連，第一饋電電極(14)與上電極(12)通過連接電極(18)電氣連接。

此標(biāo)簽天線中的介質(zhì)陶瓷塊(11)的上電極(12)需要為規(guī)則的正方形。上電極(12)的長(zhǎng)寬與天線的兩個(gè)工作頻率有關(guān)，設(shè)2個(gè)頻率的中心頻率為f0，則正方形的邊長(zhǎng)L為：

其中L為上電極的邊長(zhǎng)，ε_r為介質(zhì)陶瓷塊的介電常數(shù)。

同時(shí)，根據(jù)微帶天線的空腔模理論，一個(gè)形狀規(guī)則的微帶天線，在對(duì)稱線上饋電，會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)幅度相等的正交極化簡(jiǎn)并模。在上電極(12)的對(duì)角線中設(shè)有一饋電槽(17)；饋電槽(17)用于產(chǎn)生兩個(gè)幅度相等的正交極化簡(jiǎn)并模，根據(jù)實(shí)際工作頻率設(shè)置饋電槽(17)大小從而能夠分離兩個(gè)簡(jiǎn)并模得到需要的2個(gè)工作頻率。對(duì)于分離出的2個(gè)頻率模工作于TM₀₁模以及TM₁₀兩個(gè)模的等效阻抗相角會(huì)有滯后和超前，所以兩個(gè)標(biāo)簽天線實(shí)際工作輻射的為橢圓極化波。比如為設(shè)計(jì)同時(shí)適用歐洲頻段和中國(guó)頻段的RFID標(biāo)簽天線，首先確定中心頻率，選擇歐洲頻率為868MHz，中國(guó)頻率為920MHz，則中心頻率為894MHz，根據(jù)上述公式(1)便可以獲得上電極(12)的尺寸。然后，通過調(diào)節(jié)饋電槽(17)的大小決定最終工作在哪兩個(gè)頻率上，也即饋電槽(17)的大小決定2個(gè)簡(jiǎn)并模的分離程度，從而實(shí)現(xiàn)雙頻工作。在實(shí)際中，饋電槽(17)的設(shè)計(jì)是HFSS軟件仿真得到，然后根據(jù)實(shí)際測(cè)試效果進(jìn)行微調(diào)。參見圖2和圖3，所示為本實(shí)用新型雙頻RFID標(biāo)簽微帶天線分別在非金屬表面和金屬表面工作的測(cè)試圖，從圖2和圖3中可以看出，均實(shí)現(xiàn)了雙頻分離。

在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，在上表面沿對(duì)角線加橢圓形槽(也可以使矩形，菱形)，可以使2個(gè)簡(jiǎn)并正交模的頻率分離。選擇大小合適的槽就可以分離出需要的2個(gè)頻率。

在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，RFID標(biāo)簽天線中的介質(zhì)陶瓷塊(11)可以由介電常數(shù)為6～160的的微波介質(zhì)陶瓷制作，例如BaO-PbO-Nd₂O₃-TiO₂系列微波材料或CaO-Li₂O-Ln₂O₃-TiO₂系列微波材料。

實(shí)際使用中，如果讀寫器天線為線極化，那么此標(biāo)簽天線在xz和yz方向上都可以被讀取到，但讀寫距離會(huì)低于現(xiàn)有的標(biāo)簽天線讀寫距離。根據(jù)具體設(shè)計(jì)的不同，體現(xiàn)的差別會(huì)有區(qū)別，使用的介質(zhì)陶瓷介電常數(shù)越高，此差別越小。

以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本實(shí)用新型的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。

對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新型。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實(shí)用新型的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本實(shí)用新型將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。