射頻天線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及射頻識別領(lǐng)域，特別是設(shè)及一種射頻天線。
【背景技術(shù)】
[0002] 在現(xiàn)有射頻識別技術(shù)領(lǐng)域，最小的射頻識別系統(tǒng)一般包括射頻讀寫設(shè)備、射頻天 線W及固定在待識別物品上的射頻標(biāo)簽，使用時(shí)射頻讀寫設(shè)備產(chǎn)生的射頻信號經(jīng)射頻天線 輸出，對射頻天線識讀區(qū)域內(nèi)的射頻標(biāo)簽進(jìn)行讀取等操作，射頻標(biāo)簽上攜帶的信息再經(jīng)射 頻天線反饋至射頻讀寫設(shè)備內(nèi)部的信號接收電路，射頻讀寫設(shè)備對接收到的信息進(jìn)行處理 后，即可完成對射頻標(biāo)簽W及其所表示的物體的ID識別。在該系統(tǒng)中，射頻天線是整個射 頻識別系統(tǒng)的重要組成部分，其完成射頻識別系統(tǒng)中電磁波的發(fā)射和接收。
[0003] 現(xiàn)有的射頻天線一般由天線線圈與天線匹配模塊兩部分組成。當(dāng)金屬物體靠近天 線線圈時(shí)，會使其失配，駐波比偏離導(dǎo)致射頻天線的性能下降，進(jìn)而引起檢卡距離變近，能 量反射也會變大使得讀寫設(shè)備發(fā)熱量增加；當(dāng)射頻天線在有電磁干擾的環(huán)境下工作時(shí)，干 擾信號會通過射頻天線加大讀寫設(shè)備的噪聲，導(dǎo)致讀寫設(shè)備的讀寫性能下降；另外，現(xiàn)有的 射頻天線產(chǎn)生的磁場外沿不可控，其不能適用于多個射頻天線密集使用的場合，否則會引 起相鄰射頻天線之間竄讀W及相互干擾等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 基于此，有必要提供一種性能不易受外界影響、能發(fā)射或接收特定電磁波的射頻 天線。 陽〇化]一種射頻天線，用于W非接觸方式進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的射頻識別系統(tǒng)中，其包括：天線 線圈，用W發(fā)射或接收電磁波信號；天線匹配模塊，與所述天線線圈連接，用W發(fā)射或接收 電信號；金屬層，與所述天線線圈之間的相對位置固定，并且彼此絕緣；所述金屬層用W屏 蔽所述天線線圈向外界發(fā)射電磁波信號或接收來自外界的電磁波信號，其中所述金屬層在 所述天線線圈與外界之間留有信號通道，所述天線線圈通過所述信號通道發(fā)射或接收電磁 波信號。
[0006] 上述射頻天線通過金屬層，來屏蔽外部金屬對天線線圈的影響，提升射頻天線的 抗金屬性能；并且金屬層留有信號通道，金屬層可W反射或吸收電磁波信號，天線線圈只能 通過信號通道發(fā)射或接收特定方向的電磁波信號，運(yùn)樣就可W避免外部干擾信號影響射頻 天線；并且可W控制射頻天線發(fā)射的電磁波信號的外沿，使用多個射頻天線時(shí)，不會產(chǎn)生相 關(guān)干擾問題及竄讀現(xiàn)象。
[0007] 在其中一個實(shí)施例中，所述金屬層形成具有開口的空腔，所述開口為所述信號通 道，所述天線線圈設(shè)置在所述空腔內(nèi)。
[0008] 在其中一個實(shí)施例中，所述空腔的形狀為長方體或正方體，所述開口為所述長方 體或正方體的任意一面。
[0009] 在其中一個實(shí)施例中，所述天線線圈所處的平面與所述開口所處的平面平行。
[0010] 在其中一個實(shí)施例中，所述射頻天線還包括非金屬層，所述非金屬層設(shè)置在所述 金屬層與所述天線線圈之間。
[0011] 在其中一個實(shí)施例中，所述天線線圈W-圈W上的環(huán)繞構(gòu)成。
[0012] 在其中一個實(shí)施例中，所述天線線圈在平面內(nèi)W滿旋狀盤卷而構(gòu)成。
[0013] 在其中一個實(shí)施例中，所述金屬層由金屬板材形成。
[0014] 在其中一個實(shí)施例中，根據(jù)所述天線線圈和所述金屬層的相對位置調(diào)節(jié)所述天線 匹配模塊的內(nèi)部元器件的參數(shù)。
[0015] 在其中一個實(shí)施例中，所述天線匹配模塊W阻容匹配形式或變壓器匹配形式構(gòu) 成。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明實(shí)施例中的射頻天線的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017] 圖2為圖1中沿A-A的剖面示意圖；
[001引圖3為本發(fā)明實(shí)施例中的射頻天線W變壓器匹配形式的等效電路圖；
[0019] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例中的射頻天線W阻容匹配形式的等效電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 請參考圖1，圖1為在此披露的射頻天線100的結(jié)構(gòu)示意圖，該射頻天線100可W 應(yīng)用于射頻識別技術(shù)中，其常用頻段有低頻、高頻（13. 56Mhz)、超高頻等。該射頻天線100 包括天線線圈110、天線匹配模塊130和金屬層150。射頻天線110和天線匹配模塊130連 接，天線匹配模塊130可W與射頻讀寫設(shè)備連接，射頻讀寫設(shè)備輸出的射頻信號經(jīng)過天線 匹配模塊130和天線線圈110處理后，通過天線線圈110將電磁波信號發(fā)射出去；當(dāng)天線線 圈110接收到射頻標(biāo)反射的電磁波信號后經(jīng)過天線匹配模塊130處理后回傳給射頻讀寫設(shè) 備。金屬層150與天線線圈110絕緣連接，金屬層150可W屏蔽電磁波信號，該金屬層150 留有信號通道，電磁波信號可W通過該信號通道，從而天線線圈110可W通過該信號通道 發(fā)射或接收電磁波信號。
[0021] W下結(jié)合具體實(shí)施例來詳細(xì)介紹該射頻天線100。
[0022] 請繼續(xù)參考圖1，該天線線圈110為單圈，并且其形狀大致呈矩形，即該矩形的天 線線圈110的首尾與天線匹配模塊130連接。當(dāng)然，該天線線圈110還可W為一圈W上的 線圈環(huán)繞構(gòu)成，或者也可W為在某一平面內(nèi)呈滿旋狀盤卷而構(gòu)成。天線線圈110的尺寸、形 狀、圈數(shù)、線寬等可W在考慮射頻天線100所要求的性能后適當(dāng)設(shè)置?？捎萌我夥椒▉硇纬?該天線線圈100,其可W由導(dǎo)電材料繞制而成，也可W由印刷電路板上的銅制線圈形成、也 可W在具有絕緣層的基板上形成金屬膜后、利用蝕刻、沖切等工藝形成等等。
[0023] 天線匹配模塊130用來實(shí)現(xiàn)阻抗匹配，本領(lǐng)域技術(shù)人員可W理解的是，該天線匹 配模塊130 -般包括電阻、電容、變壓器等，該天線匹配模塊130可WW阻容匹配形式或變 壓器匹配形式或其他匹配形式構(gòu)成。
[0024] 請繼續(xù)參考圖1，在本實(shí)施方式中，金屬層150形成一個一面為開口 151的長方體， 該開口 151即為信號通道，電磁波信號可W通過該開口 151。在此僅為了描述方便，定義該 開口為頂面，與頂面相對的面為底面，其余四個面為側(cè)面。由四個側(cè)面和底面形成一個非閉 合的空腔，天線線圈110設(shè)置在該空腔內(nèi)，天線線圈110與金屬層150為絕緣連接。在本實(shí) 施方式中，為了能夠發(fā)射信號強(qiáng)度較強(qiáng)的電磁波信號，天線線圈110所處的平面可W與頂 面平行?？蒞用任意方法來絕緣連接天線線圈110和金屬層150，可W在底面上方設(shè)置非金 屬層，該非金屬層為絕緣，天線線圈110設(shè)置在非金屬層上；可W在底面或/和側(cè)面設(shè)置絕 緣連接件，絕緣連接件支撐天線線圈110等。天線線圈110與金屬層150各個面之間的距 離，可W調(diào)節(jié)相應(yīng)連接方式的參數(shù)來調(diào)節(jié)。
[0025] 當(dāng)天線線圈110與金屬層150之間的相對位置固定后，為了提高射頻天線100的 傳輸效率，可W調(diào)節(jié)天線匹配模塊130內(nèi)部元器件的參數(shù)，使得射頻天線100的駐波比調(diào)整 至1附近。在本實(shí)施方式中，在保證射頻天線的品質(zhì)因數(shù)、駐波比等參數(shù)相同的情況下，可 W通過適當(dāng)加大天線線圈110所處平面與底面的間距W及天線線圈與四個側(cè)面面的垂直 距離的方式，W實(shí)現(xiàn)提高射頻天線上方的標(biāo)簽檢測和讀寫性能的目的。也可W在保射頻天 線的品質(zhì)因數(shù)、駐波比等參數(shù)相同W及天線線圈110所在平面與底面相對位置不變的情況 下，可W通過適當(dāng)增高金屬層150的四個側(cè)面的高度的方式，W實(shí)現(xiàn)減小射頻天線四周磁 場外沿的目的。
[00%]當(dāng)外部金屬物體靠近調(diào)整完成后的射頻天線時(shí)，金屬層150會起到有效的屏蔽作 用，使得外部金屬物體不會影響天線線圈110的電感值，從而改變射頻天線100的參數(shù)W及 影響射頻天線100的性能。由于金屬層150可W反射或吸收電磁波信號，電磁波信號只能 從頂面的開口被天線線圈110接收，運(yùn)樣就可W避免外部干擾信號通過射頻天線100傳入 射頻讀寫設(shè)備，從而降低了射頻讀寫設(shè)備的噪聲，提高了其信噪比W及檢卡性能。請參考圖 2,圖2中的虛線示意性的示出了天線線圈130發(fā)射的電磁波信號，由于電磁波信號只能從 頂面的開口151發(fā)射出去，其余方向的電磁波信號將被金屬層吸收或反射，因此金屬層150 可W控制射頻