一种全方位覆盖的PCB高频RFID天线结构的制作方法

本技术涉及射频识别，具体涉及一种全方位覆盖的pcb高频rfid天线。

背景技术：

1、射频识别技术(radio frequency identification,rfid)，是一利用芯片技术、天线技术、无线收发技术、数据编码技术以及电磁场理论的自动识别技术。rfid技术无需直接接触、光学可视、人工干预即可完成对信息的收集和处理,能够广泛应用于生产、物流、交通、运输、医疗、防伪、跟踪、设备和资产管理等领域。

2、工作于13.56mhz的高频rfid设备，阅读器天线激发电磁波，无源电子标签通过磁耦合的方式和阅读器进行交互，磁耦合的效率由阅读器天线和电子标签天线的相对距离和方向决定。一般情况下，为了解决天线全方位的覆盖性能，提高电子标签以任意方向进入天线工作场的识别能力，需要正交的放置多组天线，每组天线需要配置馈电网络及调谐电路。

3、但上述这种提高天线覆盖性能的方式，在智能书架、货架等应用场景下，现场布线变得复杂。因此，有必要研发出一种全方位覆盖的pcb高频rfid天线，避免复杂的现场布线。

技术实现思路

1、本实用新型要解决的技术问题是提供一种全方位覆盖的pcb高频rfid天线，无需复杂的现场布线，通过改善天线磁场的空间分布，进而改善天线的全方位覆盖性能。

2、为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：该全方位覆盖的pcb高频rfid天线结构，包括有天线主体，所述天线主体包括天线辐射线圈、介质基板和匹配调谐电路，所述天线辐射线圈印制在所述介质基板两面，其特征在于，所述天线辐射线圈由天线主线圈，第一副线圈、第二副线圈、第三副线圈和金属化过孔组成，所述金属化过孔连接位于所述介质基板两侧的所述天线主线圈；所述第一副线圈、所述第二副线圈、所述第三副线圈和所述匹配调谐电路均与所述天线主线圈连接。

3、通过采用上述技术方案，形成了天线主线圈，第一副线圈、第二副线圈及第三副线圈四个金属线圈；根据安培环路定理，三个副线圈的接入，增强了天线主线圈的电流，使靠近天线主线圈的磁场强度变大，同时改变了天线主线圈附近的磁场方向，使天线主线圈的各方向的磁场分布均匀，改善了天线的全方位覆盖性能，实现了通过改善天线磁场的空间分布，进而改善天线的全方位覆盖性能。

4、需要注意的是，匹配调谐电路与所述天线主线圈连接，通过匹配调谐电路的负载匹配与调谐，实现天线主线圈与电源源之间的匹配。

5、另外，需要说明的是，从无线电频谱划分和管理的角度来说，高频是指工作频率在3mhz-30mhz的电磁波，rfid的工作频段划分中，工作于13.56mhz的电磁波称为高频rfid。

6、优选的，所述第一副线圈、所述第二副线圈和所述第三副线圈均以串联的形式连接在所述天线主线圈的侧边。

7、连接在所述天线主线圈的侧边，三个副线圈的接入，增强了天线主线圈侧边的电流，使靠近主线圈侧边的磁场强度变大，同时改变了天线主线圈侧边附近的磁场方向，使天线主线圈各方向的磁场分布更均匀。

8、另外，串联接入副线圈，在不增加天线面积的基础上，改善了天线磁场分布，提高了全方位的磁场强度，从而更加实用；串联附加的第一副线圈、第二副线圈、第三副线圈改善了天线水平面和垂直面工作区域的磁场分布，增强了天线的全方位覆盖能力。

9、优选的，所述匹配调谐电路由交流回路和直流回路组成；其中，所述交流回路包括并联阻尼电阻、并联微调电容、串联匹配电容、并联匹配电容及交流耦合电容；

10、所述直流回路包括有扼流电感、限流电阻及led状态指示灯。

11、调整并联阻尼电阻的电阻值，可改变天线回路的品质因数和信号带宽；并联微调电容调整天线的工作频率；串联匹配电容和并联匹配电容组成电容抽头网络，用来调谐天线阻抗和外加信号源的阻抗匹配；交流耦合电容用于耦合外部信号源的高频交流信号，隔断直流信号。

12、直流回路的扼流电感用于阻断高频交流信号，限流电阻用于设置led状态指示灯的工作电流，led状态指示灯用来指示外部信号源的供电和工作状态。

13、优选的，所述天线辐射线圈通过印刷电路技术，印制在所述介质基板的顶面和底面。

14、优选的，所述第一副线圈、所述第二副线圈、所述第三副线圈以及所述天线主线圈均为宽度均匀的铜箔围成的矩形。

15、经实用新型人研究发现，线圈设计成宽度均匀的铜箔围成的矩形，产生的磁场分布更均匀。

16、优选的，所述第一副线圈、所述第二副线圈、所述第三副线圈以及所述天线主线圈绕向均相同，同为逆时针方向或顺时针方向。

17、优选的，第一副线圈、所述第二副线圈、所述第三副线圈以及所述天线主线圈通过印刷电路技术，印制在所述介质基板的顶面和底面。

18、优选的，所述匹配调谐电路接入所述天线主线圈的侧边。

19、优选的，所述匹配调谐电路印制在所述介质基板上。

20、匹配调谐电路通过pcb技术，印制在介质基板上，无需额外的匹配调谐电路。

技术特征：

1.一种全方位覆盖的pcb高频rfid天线结构，包括有天线主体，所述天线主体包括天线辐射线圈、介质基板和匹配调谐电路，所述天线辐射线圈印制在所述介质基板两面，其特征在于，所述天线辐射线圈由天线主线圈，第一副线圈、第二副线圈、第三副线圈和金属化过孔组成，所述金属化过孔连接位于所述介质基板两侧的所述天线主线圈；所述第一副线圈、所述第二副线圈、所述第三副线圈和所述匹配调谐电路均与所述天线主线圈连接。

2.根据权利要求1所述的全方位覆盖的pcb高频rfid天线结构，其特征在于，所述第一副线圈、所述第二副线圈和所述第三副线圈均以串联的形式连接在所述天线主线圈的侧边。

3.根据权利要求1所述的全方位覆盖的pcb高频rfid天线结构，其特征在于，所述匹配调谐电路由交流回路和直流回路组成；其中，所述交流回路包括并联阻尼电阻、并联微调电容、串联匹配电容、并联匹配电容及交流耦合电容；

4.根据权利要求1所述的全方位覆盖的pcb高频rfid天线结构，其特征在于，所述天线辐射线圈通过印刷电路技术，印制在所述介质基板的顶面和底面。

5.根据权利要求1所述的全方位覆盖的pcb高频rfid天线结构，其特征在于，所述第一副线圈、所述第二副线圈、所述第三副线圈以及所述天线主线圈均为宽度均匀的铜箔围成的矩形。

6.根据权利要求5所述的全方位覆盖的pcb高频rfid天线结构，其特征在于，所述第一副线圈、所述第二副线圈、所述第三副线圈以及所述天线主线圈绕向均相同，同为逆时针方向或顺时针方向。

7.根据权利要求6所述的全方位覆盖的pcb高频rfid天线结构，其特征在于，第一副线圈、所述第二副线圈和所述第三副线圈通过印刷电路技术，印制在所述介质基板的顶面和底面。

8.根据权利要求1-7任一项所述的全方位覆盖的pcb高频rfid天线结构，其特征在于，所述匹配调谐电路接入所述天线主线圈的侧边。

9.根据权利要求8所述的全方位覆盖的pcb高频rfid天线结构，其特征在于，所述匹配调谐电路印制在所述介质基板上。

技术总结本技术公开了一种全方位覆盖的PCB高频RFID天线结构，包括有天线主体，所述天线主体包括天线辐射线圈、介质基板和匹配调谐电路，所述天线辐射线圈印制在所述介质基板两面，其特征在于，所述天线辐射线圈由天线主线圈，第一副线圈、第二副线圈、第三副线圈和金属化过孔组成，所述金属化过孔连接位于所述介质基板两侧的所述天线主线圈；所述第一副线圈、所述第二副线圈、所述第三副线圈和所述匹配调谐电路均与所述天线主线圈连接。三个副线圈的接入，增强了天线主线圈的电流，使靠近天线主线圈的磁场强度变大，同时改变了天线主线圈附近的磁场方向，使天线主线圈的各方向的磁场分布均匀，改善了天线的全方位覆盖性能。技术研发人员：袁子伦,许可,王鸿琨,王兴,王自然受保护的技术使用者：河南新永源电子科技有限公司技术研发日：20231226技术公布日：2024/7/25