技术领域
[0001] 本实用新型涉及射频技术领域，且特别涉及一种小型化天线及电子标签。
背景技术
[0002] 在电
力系统中，工作
电压常在10KV以上，电力系统中关键
节点常常伴有高温发热现象，而这些节点常常是电力事故的重要隐患点，故如何对这些关键节点进行实时
温度监控成了电力行业内亟需解决的问题。目前，随着RFID技术的不断发展，RFID标签技术结合
传感器技术所开发的具有传感功能的电子标签在电力等工业行业领域有了更为广泛和深入的应用。
[0003] 然而，电力系统中的关键节点的周边多为金属件，金属环境要求RFID标签具有抗金属能力。现有的抗金属标签尺寸偏大，很难安装于空间狭小且不规则的关键节点处，即现有的RFID标签很难实现对电力系统中关键节点的温度监测。实用新型内容
[0004] 本实用新型为了克服现有RFID标签无法实现电力系统中关键节点温度监测的问题，提供一种小型化天线及电子标签。
[0005] 为了实现上述目的，本实用新型提供一种小型化天线，该天线包括陶瓷
基板、
辐射部、反射部以及连接部。辐射部形成于陶瓷基板的第一表面。反射部形成于陶瓷基板的第二表面。连接部的其中一端电性连接反射部，另一端沿陶瓷基板的
侧壁延伸至陶瓷基板的第一表面且与辐射部之间形成用于电性连接芯片的馈电部。
[0006] 根据本实用新型的一
实施例，辐射部在靠近连接部的一端具有一开口槽，开口槽的宽度大于连接部的宽度，连接部的另一端延伸至开口槽内。
[0007] 根据本实用新型的一实施例，陶瓷基板呈长方体结构，沿陶瓷基板的长度方向辐射部的两边具有多个开口朝外的切割区。
[0008] 根据本实用新型的一实施例，多个切割区均匀交错分布或两两相对分布，切割区的形状为圆形、椭圆形、三
角形或矩形中的任一种或其中几种的结合。
[0009] 根据本实用新型的一实施例，陶瓷基板呈柱状且横截面为圆形、椭圆形或跑道形。
[0010] 根据本实用新型的一实施例，当陶瓷基板的横截面为圆形或椭圆形时，陶瓷基板的侧壁具有至少一个垂直平面，连接部沿一垂直平面延伸。
[0011] 根据本实用新型的一实施例，连接部包括位于垂直平面上的垂直连接部和位于陶瓷基板的第一表面的
水平连接部。
[0012] 另一方面的，本实用新型还提供一种小型化天线，该小型化天线包括陶瓷基板、辐射部、反射部以及连接部。辐射部形成于陶瓷基板的第一表面。反射部形成于陶瓷基板的第二表面。连接部形成于陶瓷基板的侧壁，连接部包括第一连接部和第二连接部，第一连接部的第一端电性连接反射部，第二连接部的第一端电性连接辐射部，第一连接部的第二端和第二连接部的第二端之间形成用于电性连接芯片的馈电部且馈电部形成于陶瓷基板的侧壁。
[0013] 另一方面的，本实用新型还提供一种小型化电子标签，该小型化电子标签包括上述任一项的小型化天线以及电性连接于馈电部的芯片。
[0014] 根据本实用新型的一实施例，芯片为具有温度传感器的RFID芯片、具有
湿度传感器的RFID芯片或具有
压力传感器的RFID芯片中的任一种。
[0015] 综上所述，本实用新型提供的小型化天线及电子标签通过采用高
介电常数的陶瓷基板作为天线的基板，陶瓷材料的高介电常数使得天线的尺寸可以得到大幅度的缩小。通过在陶瓷基板的两个表面分别设置辐射部和反射部，反射部对辐射部所辐射的
电磁波进行反射，不仅大幅度提高了天线的增益，同时当该反射部与金属物体相
接触时，天线具有很好的抗金属性能，即实现了抗金属天线的小型化，可安装于空间狭小的电力系统关键节点上，从而实现电力系统关键节点处温度的实时监控。
[0016] 为让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合
附图，作详细说明如下。
附图说明
[0017] 图1所示为本实用新型一实施例提供的小型化天线的结构示意图。
[0018] 图1A所示为图1所示的小型化天线另一视角下的结构示意图。
[0019] 图2所示为本实用新型一实施例提供的小型化电子标签的结构示意图。
[0020] 图3所示为图1所示的小型化天线设置于0.4米*0.4米的正方形金属平板时的反射系数随
频率变化图。
[0021] 图4所示为图1所示的小型化天线设置于0.4米*0.4米的正方形金属平板时中心频率915MHz处的增益二维方向图。
[0022] 图5所示为三维坐标参考图。
[0023] 图6所示为本实用新型另一实施例提供的小型化电子标签的结构示意图。
[0024] 图7所示为本实用新型另一实施例提供的小型化电子标签的结构示意图。
具体实施方式
[0025] 如图1和图1A所示，本实施例提供的小型化天线10包括陶瓷基板1、辐射部2、反射部3以及连接部4。辐射部2形成于陶瓷基板1的第一表面11。反射部3形成于陶瓷基板1的第二表面12。连接部4的其中一端电性连接反射部3，另一端沿陶瓷基板1的侧壁延伸至陶瓷基板的第一表面11且与辐射部2之间形成用于电性连接芯片的馈电部5。
[0026] 陶瓷材料具有很高的介电常数，故陶瓷基板1可大幅度缩小天线的尺寸，辐射部2和反射部3相对设置在陶瓷基板1的两个表面，反射部3反射辐射部2辐射的电磁波，不仅大大提高了天线的增益，同时天线也具有很好的抗金属效果，可很好的应用于电力系统中关键点的温度监控。
[0027] 于本实施例中，辐射部2在靠近连接部4的一端具有一开口槽21，开口槽21的宽度大于连接部4的宽度，连接部4的另一端延伸至开口槽21内，即馈电部5形成于陶瓷基板1的第一表面11。在高压电力系统中，要求反射部3和金属物件之间尽可能的无缝隙接触，从而避免高压放电，即芯片不连接在反射部所在的第二表面。于本实施例中将用于电性连接芯片的馈电部5形成在辐射部2所在的第一表面。然而，本实用新型对此不作任何限定。于其它实施例中，可设置小型化天线的连接部包括第一连接部和第二连接部，第一连接部的第一端电性连接反射部，第二连接部的第一端电性连接辐射部，第一连接部的第二端和第二连接部的第二端之间形成用于电性连接芯片的馈电部且馈电部形成于陶瓷基板的侧壁。相应的，形成的小型化电子标签中芯片安装在陶瓷基板的侧壁。
[0028] 于本实施例中，陶瓷基板1呈长方体结构。然而，本实用新型对此不作任何限定。于其它实施例中，如图6所示的小型化电子标签中，陶瓷基板的形状可为柱状且其横截面为圆形。此时，为便于连接部的设置，在陶瓷基板的侧壁形成一垂直平面，连接部沿该垂直平面延伸至第一表面。为进一步提高天线的性能，在该种情况下还可设置连接部包括位于垂直平面上的垂直连接部和位于陶瓷基板的第一表面的水平连接部，水平连接部的宽度大于或等于垂直连接部的宽度。或者于其它实施例中，柱状的陶瓷基板的横截面也可为椭圆形。或者如图7所示，柱状的陶瓷基板的横截面为跑道形，连接部可沿陶瓷基板的两个垂直侧壁延伸至第一表面，或者当其需要沿陶瓷基板两端的圆弧侧壁延伸至第一表面时，可在圆弧侧壁上设置垂直平面。
[0029] 于本实施例中，沿陶瓷基板1的长度方向辐射部2的两边具有多个开口朝外的切割区22。切割区22的设置使得天线上的
电流沿切割区的边界流动，延长了电流的回路，从而进一步缩小天线的尺寸。于本实施例中，辐射部2上具有两个矩形切割区。然而，本实用新型对此不作任何限定。于其它实施例中，切割区22的形状可为圆形、椭圆形或三角形中的任一种或其中几种的结合且多个切割区可均匀交错分布或两两相对分布。
[0030] 相对应，如图2所示，本实施例还提供一种小型化天线的电子标签，该小型化电子标签包括上述小型化天线10和电性连接在馈电部5上的芯片20，且芯片20为具有温度传感器的RFID芯片，其工作
频率范围为902～928MHz。然而，本实用新型对此不作任何限定。于其它实施例中，芯片可为具有湿度传感器的RFID芯片或具有压力传感器的RFID芯片。
[0031] 以下将以具体的应用场景为例详细介绍本实施例提供的小型化天线的应用效果。
[0032] 图3为图1所示的小型化天线设置于0.4米*0.4米的正方形金属平板时的反射系数随频率变化图。其中，天线的反射系数 于本实施例中，芯片在工作频带内中心频率915MHz处的阻抗Zic＝40-j*200，假定该芯片阻抗在工作频带内保持不变；Za为天线阻抗，同样为复数；则天线的反射系数(dB形式)S_RFID＝20lg|Γm|。
[0033] 标签最远识别距离 λ为标签的工作
波长，其中Pth为芯片灵敏度，一般芯片确定下来，该项为已知项；Pt为读写器的发射功率，常见固定式读写器最大发射功率为30dBm；Gt为读写器端天线增益；τ＝1-|Γm|2为传输系数，ρ为读写器天线与标签天线极化匹配系数，当读写器端天线极化与标签天线极化完全匹配时，该系数最大为1；η为天线的辐射效率，最大为1。因此在芯片、读写器和读写器端天线确定的情况下，标签的最远识别距离取决于标签天线的增益Gr以及标签天线与芯片之间的传输系数τ。
[0034] 图4所示为图1所示的小型化天线设置于0.4米*0.4米的正方形金属平板时中心频率915MHz处的增益二维方向图。该二维方向图是沿着三维方向图的两个相互垂直坐标平面切割的二维结果，三维坐标图如图5所示。其中，实线代表沿着坐标平面XOZ切分的二维结果；虚线代表沿着坐标平面YOZ切分的二维结果，在YOZ平面范围内，天线的最大增益由标记m1表示，为-0.46dB，在XOZ平面范围内，天线的最大增益与YOZ平面范围内的最大增益非常接近，故总体上可认为标签的三维最大增益为-0.46dB(915MHz)，即标签最远识别距离Rtag公式中的标签天线增益Gr为-0.46dB(915MHz)。该天线增益表明本实施例提供的小型化电子标签在缩小天线尺寸的同时仍具有很远的读取距离。
[0035] 综上所述，本实用新型提供的小型化天线及电子标签通过采用高介电常数的陶瓷基板作为天线的基板，陶瓷材料的高介电常数使得天线的尺寸可以得到大幅度的缩小。通过在陶瓷基板的两个表面分别设置辐射部和反射部，反射部对辐射部所辐射的电磁波进行反射，不仅大幅度提高了天线的增益，同时当该反射部与金属物体相接触时，天线具有很好的抗金属性能，即实现了抗金属天线的小型化，可安装于空间狭小的电力系统关键节点上，从而实现电力系统关键节点处温度的实时监控。
[0036] 虽然本实用新型已由较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟知此技艺者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，因此本实用新型的保护范围当视
权利要求书所要求保护的范围为准。
