CN107578085A - 一种具有uhf标签近场测试功能的铝蚀刻天线 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了集成电路领域内的一种具有UHF标签近场测试功能的铝蚀刻天线，包括布置在PCB板上的内层线圈和外层线圈，两匝方形线圈中均设置断路，使得单个线圈内形成电容，内层线圈的四边各设置有一个断路，且内层线圈顶边的断路处短接有电阻R1，外层线圈两侧边以及顶边各设置有两个断路，外层线圈底边设置有一个断路，外层线圈顶边两断路处分别短接有电阻R2、电阻R3，外层线圈底部的断路处接有与测试线路板连接的SMA转换接头，内层线圈底边和外层线圈底边之间经电容C1、电容C2相连，本发明实现了UHF标签近场、远场测试可共同使用同一个测试天线，大大降低了超高频天线生产工艺的复杂程度和生产成本，可用于标签测试中。
Description
技术领域
本发明涉及一种测试电路，特别涉及一种测试天线。
背景技术
现有的无线射频识别标签（RFID）技术主要分为UHF（超高频）标签和HF（高频）标签，这是两种独立的、不同工作模式的标签，UHF标签是一个芯片搭配折叠偶极子天线工作于800-1000MHZ频段的RFID技术；HF标签是一个芯片搭配线圈天线工作与13.56MHZ频段的RFID技术。标签的测量有多种方法，目前，主要的方法包括三大类：天线的远场测量、天线的紧缩场测量、天线的近场测量，目前RFID使用较多的测试方法为近场测量和远场测量。
UHF标签和HF标签测试方法不同，大部分UHF标签使用的是远场测试方法，由于标签与测试天线之间需要保持一定距离（约400mm），因此需要在暗箱中测试，以便屏蔽其它干扰；而部分UHF标签则需要使用近场测试方法，由于标签尺寸较小，发射功率较弱，需要将标签直接放置在测试天线上进行性能测试，外界的干扰非常小，因此在正常环境下即可实现近场测试。
对于远场法，设D为待测目标的最大截面尺寸，r为发射天线与待测目标的距离，则当r≥ 2D2／λ时(λ为波长)，可近似认为投射到待测目标上的电磁波是平面电磁波。同样，接收天线与待测目标的距离也应满足这一要求，以使接收天线接收散射远场。从理论上讲，这种方法可以测得目标的单向和双向散射特性，但这种方法需要较大的测试场地，且由于待测目标的远场散射信号一般比较弱，因而给精确测量带来了很大的困难。
随着UHF标签的种类越来越多，应用越来越广泛，则需要较同一的测试方式对标签进行精准的性能测试，而远场测试需要有固定的场地和较大的空间，测试设备移动困难，从而局限了标签的测试。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有UHF标签近场测试功能的铝蚀刻天线，实现UHF标签的近场和远场使用同一测试天线进行性能测试。
本发明的目的是这样实现的：一种具有UHF标签近场测试功能的铝蚀刻天线，包括布置在PCB板上的两匝方形线圈，两匝方形线圈中均设置断路，使得单个线圈内形成电容，两方形线圈分为内层线圈和外层线圈，所述内层线圈的四边各设置有一个断路，且内层线圈顶边的断路处短接有电阻R1，所述外层线圈的四边均设置有断路，且外层线圈两侧边以及顶边各设置有两个断路，外层线圈底边设置有一个断路，外层线圈顶边两断路处分别短接有电阻R2、电阻R3，外层线圈底部的断路处接有与测试线路板连接的SMA转换接头，内层线圈底边和外层线圈底边之间经电容C1、电容C2相连。
作为本发明的进一步限定，所述内层线圈上的断路处开设在水平方向和竖直方向的中心线上，所述外层线圈上两侧边上的断路处沿水平方向中心线对称、顶边上的断路处沿竖直方向中心线对称、底部的断路处开设在竖直方向的中心线上。对称结构保证了天线工作时的稳定性。
作为本发明的进一步限定，所述外层线圈的断路处经微型变压器T1、微型变压器T2与SMA转换接头相连。
作为本发明的进一步限定，所述内层线圈、外层线圈上的电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1、电容C2连接处均进行铝蚀刻处理。
作为本发明的进一步限定，所述内层线圈和外层线圈的线宽为1±0.2mm，内层线圈和外层线圈之间间距为0.8±0.2mm。
作为本发明的进一步限定，所述内层线圈、外层线圈上边与边之间的连接处加工成弧形。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明在实际生产使用中可实现近场、远场测试功能，缩短了标签的测试距离，实现了UHF标签近场、远场测试可共同使用同一个测试天线，大大降低了UHF(超高频)天线生产工艺的复杂程度和生产成本，本发明在确保现有（UHF）超高频标签测试功能质量的基础上扩大了应用范围，提高了经济效益，具有很强的实用性，同时解决了远场测试的局限性，测试天线携带方便。
附图说明
图1本发明结构示意图。
其中，1PCB板，2外层线圈，3内层线圈，4SMA转换接头。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
如图1所示的一种具有UHF标签近场测试功能的铝蚀刻天线，包括布置在PCB板1上的两匝方形线圈，两匝方形线圈中均设置断路，使得单个线圈内形成电容，两方形线圈分为内层线圈3和外层线圈2，内层线圈3的四边各设置有一个断路，且内层线圈3顶边的断路处短接有电阻R1，外层线圈2的四边均设置有断路，且外层线圈2两侧边以及顶边各设置有两个断路，外层线圈2底边设置有一个断路，外层线圈2顶边两断路处分别短接有电阻R2、电阻R3，外层线圈2底部的断路处接有与测试线路板连接的SMA转换接头4，外层线圈2的断路处经微型变压器T1、微型变压器T2与SMA转换接头4相连，内层线圈3底边和外层线圈2底边之间经电容C1、电容C2相连，内层线圈3上的断路处开设在水平方向和竖直方向的中心线上，外层线圈2上两侧边上的断路处沿水平方向中心线对称、顶边上的断路处沿竖直方向中心线对称、底部的断路处开设在竖直方向的中心线上，内层线圈3、外层线圈2上的电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1、电容C2连接处均进行铝蚀刻处理，内层线圈3和外层线圈2的线宽为1mm，内层线圈3和外层线圈2之间间距为0.8mm，内层线圈3、外层线圈2上边与边之间的连接处加工成弧形。
本实施例中PCB板1的尺寸为：长度为84 mm，宽度为43.5mm，电阻R1阻值为350Ω，R2、R3阻值为170Ω，通过上述的电容和电阻产生LC震荡谐路从而调整天线频点，天线频点为860~880MHz；本发明通过在电路中增加电容C1、C2和微型变压器T1、T2实现50Ω匹配和8轮转换电路，再使用SMA转接头与测试线路板进行连接，降低线损，从而保证发射功率的稳定；该实施例的发射功率为30dbm。
本实施例制作时，先使用AUTO CAD软件设计一个铝蚀刻测试天线模型图并生成.sat文件，将该文件导入射频仿真软件HFSS中，在HFSS软件中对该款天线建模，设置近场天线上的电阻、电容、微型变压器、SMA转接头的大小种类，从而建立近场测试天线模型，以模拟标签天线现实使用环境，模拟环境搭建完成后使用HFSS对天线性能进行仿真，最后HFSS输出近场测试天线的频点、性能并与远场测试天线的频点、性能进行对比，确认二者是否一致。
本发明天线和标签之间的阻抗匹配达到与远场测试天线和标签之间的阻抗匹配一致；现有的远场测试天线需保持与标签间隔0.5m或0.3m的距离进行测试，若调整为近场测试则测试出的标签性能会与实际值存在误差或者有失真的现象，而部分UHF标签由于尺寸大小的原因，使用远场测试天线测试时无法读取其性能或者只能读取到部分频段的性能，而此款测试天线可以有效的解决此类问题，且测试出的标签性能不会存在误差或者失真，同时具备了UHF标签近场、远场可以共用的测试功能，同时减小了测试天线的尺寸，便于携带，应用更为广泛。
本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种具有UHF标签近场测试功能的铝蚀刻天线，其特征在于，包括布置在PCB板上的两匝方形线圈，两匝方形线圈中均设置断路，使得单个线圈内形成电容，两方形线圈分为内层线圈和外层线圈，所述内层线圈的四边各设置有一个断路，且内层线圈顶边的断路处短接有电阻R1，所述外层线圈的四边均设置有断路，且外层线圈两侧边以及顶边各设置有两个断路，外层线圈底边设置有一个断路，外层线圈顶边两断路处分别短接有电阻R2、电阻R3，外层线圈底部的断路处接有与测试线路板连接的SMA转换接头，内层线圈底边和外层线圈底边之间经电容C1、电容C2相连。
2.根据权利要求1所述的一种具有UHF标签近场测试功能的铝蚀刻天线，其特征在于，所述内层线圈上的断路处开设在水平方向和竖直方向的中心线上，所述外层线圈上两侧边上的断路处沿水平方向中心线对称、顶边上的断路处沿竖直方向中心线对称、底部的断路处开设在竖直方向的中心线上。
3.根据权利要求1或2所述的一种具有UHF标签近场测试功能的铝蚀刻天线，其特征在于，所述外层线圈的断路处经微型变压器T1、微型变压器T2与SMA转换接头相连。
4.根据权利要求1或2所述的一种具有UHF标签近场测试功能的铝蚀刻天线，其特征在于，所述内层线圈、外层线圈上的电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1、电容C2连接处均进行铝蚀刻处理。
5.根据权利要求1或2所述的一种具有UHF标签近场测试功能的铝蚀刻天线，其特征在于，所述内层线圈和外层线圈的线宽为1±0.2mm，内层线圈和外层线圈之间间距为0.8±0.2mm。
6.根据权利要求1或2所述的一种具有UHF标签近场测试功能的铝蚀刻天线，其特征在于，所述内层线圈、外层线圈上边与边之间的连接处加工成弧形。
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