專利名稱：天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及天線，具體地說，涉及一種具有易于在天線連接端子中進(jìn)行阻抗調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)的天線結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
近來，用于從被稱為RFID標(biāo)簽的讀取對象無線讀取編碼信息等的系統(tǒng)得到了廣泛采用。
在這種系統(tǒng)中，用于從RFID標(biāo)簽讀取編碼信息等的裝置被稱為RFID讀取器/寫入器。RFID標(biāo)簽具有存儲了編碼信息的IC存儲器，不過為了能夠?qū)崿F(xiàn)小型化，并沒有為RFID標(biāo)簽提供電源。因此，為了從IC存儲器讀取編碼信息并將該編碼信息無線發(fā)送到RFID讀取器/寫入器，必須要提供電力。
從RFID標(biāo)簽讀取編碼信息等時(shí)，RFID讀取器/寫入器向RFID標(biāo)簽發(fā)送未經(jīng)調(diào)制的連續(xù)波(CW)。RFID標(biāo)簽接收該未經(jīng)調(diào)制的連續(xù)波并將其轉(zhuǎn)換為電流以接收電力供應(yīng)。該電力被用于從IC存儲器讀取編碼信息、對該未經(jīng)調(diào)制的連續(xù)波進(jìn)行調(diào)制并將經(jīng)調(diào)制的波返回給RFID讀取器/寫入器。這樣，RFID讀取器/寫入器就可以從RFID標(biāo)簽讀取編碼信息等。
圖1是這種RFID讀取器/寫入器的構(gòu)成示例的概念圖。在圖1中，信息讀取處理電路3經(jīng)由同軸電纜2連接到天線1。天線1具有板狀輻射導(dǎo)體10，該輻射導(dǎo)體10通過聚四氟乙烯或另一材料制成的絕緣支撐件11a至11d被設(shè)置為與接地板12平行并相對。
圖1所示的示例中采用了這樣一種結(jié)構(gòu)其中通過絕緣支撐件11a至11d在貼片天線(板狀輻射導(dǎo)體)10與接地板12之間插入有空氣；但是也可以采用其中插入有聚四氟乙烯等制成的絕緣板的結(jié)構(gòu)。板狀輻射導(dǎo)體10還具有電磁波輻射窗13。
信息讀取處理電路3的發(fā)送/接收部經(jīng)由循環(huán)器30連接到發(fā)送放大器SPA和接收放大器RPA。除發(fā)送放大器SPA和接收放大器RPA之外，還連接有處理電路，但是由于該處理電路不與本發(fā)明直接相關(guān)，因此在圖中略去。
板狀輻射導(dǎo)體10的饋電點(diǎn)P和循環(huán)器30通過同軸電纜2連接。從發(fā)送放大器SPA輸出的未經(jīng)調(diào)制的連續(xù)波(CW)穿過同軸電纜2，供至所述饋電點(diǎn)，并從板狀輻射導(dǎo)體10向RFID標(biāo)簽進(jìn)行輻射。該未經(jīng)調(diào)制的連續(xù)波經(jīng)RFID標(biāo)簽調(diào)制并反射，然后被板狀輻射導(dǎo)體10接收，穿過同軸電纜，被信息讀取處理電路3接收，然后被接收放大器RPA從循環(huán)器30接收。
此處，同軸電纜2的特性阻抗為50Ω。如果饋電點(diǎn)P的阻抗與同軸電纜2的特性阻抗不同，那么從發(fā)送放大器SPA提供的未經(jīng)調(diào)制的連續(xù)波(CW)在饋電點(diǎn)被反射。
另一方面，RFID讀取器/寫入器從RFID標(biāo)簽接收到微小的響應(yīng)信號，從而來自天線10的反射變成干擾波，由此降低了靈敏性。在一般的天線中，即使是大約-10dB的反射特性也是足夠的，但是在RFID讀取器/寫入器中，理想的是反射特性為-20dB或更低。
在現(xiàn)有技術(shù)中，已經(jīng)針對天線反射特性的改進(jìn)提出了多種方案(例如，日本專利公報(bào)第8-8446號和日本專利特開第2001-203529號)。在日本專利公報(bào)第8-8446號所描述的發(fā)明中，如圖2的平面圖和圖3中沿A-A’線的剖面圖所示，板狀輻射導(dǎo)體10被設(shè)置為與接地板12相對，其間插入有介電基板14。對饋電點(diǎn)P距離板狀輻射導(dǎo)體10的中心的放置位置進(jìn)行調(diào)節(jié)，使同軸電纜的中心導(dǎo)體16連接到饋電點(diǎn)P，而外導(dǎo)體連接到接地板12。
一個(gè)特征是，在板狀輻射導(dǎo)體10的外周上，在距板狀輻射導(dǎo)體10的饋電點(diǎn)P規(guī)定角度的位置處設(shè)置有突起15或切斷部(cutout)(日本專利公報(bào)第8-8446號，圖2)，對突起15或切斷部的大小進(jìn)行調(diào)整。
在日本專利特開第2001-203529號所描述的發(fā)明中，如圖4所示，所形成的輻射導(dǎo)體10在基板20中具有切斷部9，并且在饋線21與輻射導(dǎo)體10之間還設(shè)置有切口22。通過切口22的寬度和長度來獲得天線工作模式，并通過調(diào)節(jié)該長度來獲得所希望的阻抗匹配。
然而，在現(xiàn)有技術(shù)的這些示例的調(diào)節(jié)饋電點(diǎn)位置的方法中，不容易進(jìn)行調(diào)節(jié)處理，并且存在偏振態(tài)隨饋電點(diǎn)位置而改變的問題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種阻抗易于調(diào)節(jié)的天線。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明這一目的的天線的第一方面具有接地板；板狀輻射導(dǎo)體，其與所述接地板平行布置；饋線導(dǎo)體，其一端連接到所述板狀輻射導(dǎo)體的饋電點(diǎn)，另一端作為天線端子連接到同軸電纜的內(nèi)導(dǎo)體，所述饋線導(dǎo)體與所述板狀輻射導(dǎo)體垂直；和導(dǎo)體盤，其電連接到所述饋線導(dǎo)體，并與所述接地板平行布置。所述天線的特征在于，可以對從導(dǎo)體盤到接地板的距離進(jìn)行調(diào)節(jié)。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明上述目的的天線的第二方面是第一個(gè)方面的天線，其特征在于在所述饋線導(dǎo)體的至少一部分的外周上形成有螺紋；所述導(dǎo)體盤的中心部被所述饋線導(dǎo)體穿過；在所述中心部的內(nèi)表面上形成有與所述饋線導(dǎo)體的螺紋相配的螺槽，并且通過旋轉(zhuǎn)所述導(dǎo)體盤，可以沿所述螺紋來調(diào)節(jié)與所述接地板的距離。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明這一目的的天線的第三方面具有接地板；板狀輻射導(dǎo)體，其與所述接地板平行布置；第一饋線導(dǎo)體，其一端連接到所述板狀輻射導(dǎo)體的饋電點(diǎn)，并且該第一饋線導(dǎo)體與所述板狀輻射導(dǎo)體垂直；和第二饋線導(dǎo)體，其一端作為天線端子連接到同軸電纜的內(nèi)導(dǎo)體。所述天線的特征在于，所述第一饋線導(dǎo)體的另一端和所述第二饋線導(dǎo)體的另一端相對布置，并且可以對相對面積的大小進(jìn)行調(diào)節(jié)。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明上述目的的天線的第四方面是第三方面的天線，其特征在于所述第一饋線導(dǎo)體是導(dǎo)電螺栓；所述第二饋線導(dǎo)體具有中空導(dǎo)電管和插入在該中空導(dǎo)電管的至少一部分中的中空介電體，并且所述中空介電體的內(nèi)表面上形成有與所述螺栓相配的螺槽。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明這一目的的天線的第五方面具有接地板；板狀輻射導(dǎo)體，其與所述接地板平行布置；第一饋線導(dǎo)體，其一端連接到所述板狀輻射導(dǎo)體的饋電點(diǎn)，并且該第一饋線導(dǎo)體與所述板狀輻射導(dǎo)體垂直；第二饋線導(dǎo)體，其一端作為天線端子連接到同軸電纜的內(nèi)導(dǎo)體。所述天線的特征在于所述第一饋線導(dǎo)體的另一端和所述第二饋線導(dǎo)體的另一端相對布置；可以對相對面積的大小進(jìn)行調(diào)節(jié)；具有導(dǎo)體盤，所述導(dǎo)體盤電連接到所述第二饋線導(dǎo)體并與所述接地板平行且相對布置；并且可以對從所述導(dǎo)體盤到所述接地板的距離進(jìn)行調(diào)節(jié)。
通過以下參照附圖來描述的本發(fā)明的實(shí)施例，本發(fā)明的特征將變得更加清楚。


圖1是示出了RFID讀取器/寫入器的構(gòu)造示例的概念圖；圖2是日本專利公報(bào)第8-8446號所描述的發(fā)明的平面圖；圖3是沿圖2中A-A’線截取的剖面圖；圖4說明了日本專利特開第2001-203529號的發(fā)明；圖5示出了本發(fā)明的天線的第一實(shí)施例的原理；圖6是圖5的原理圖的等效電路；圖7示出了與圖5的原理圖相對應(yīng)的實(shí)施例的構(gòu)造；圖8示意性示出了由圖7中的圓所包圍的部分A的放大圖；圖9利用S參數(shù)史密斯圓圖示出了本發(fā)明的有益效果；圖10示出了本發(fā)明第二實(shí)施例的原理；圖11是圖10的原理圖的等效電路；圖12是實(shí)現(xiàn)圖11所示的第二實(shí)施例的原理的實(shí)施例的橫截面圖；圖13示出了本發(fā)明第三實(shí)施例的原理；而圖14是圖13的原理圖的等效電路。
具體實(shí)施例方式
下面將參照附圖來說明本發(fā)明的優(yōu)選方面。以下提供并說明的本發(fā)明的這些方面是為了便于理解本發(fā)明，并且本發(fā)明的技術(shù)范圍并不限于這些方面。
圖5是本發(fā)明的天線的第一實(shí)施例的原理圖，示出了其橫截面。貼片天線(板狀輻射導(dǎo)體)10和接地板12平行并相對且其間插入有空氣，與圖1的構(gòu)造相同。
作為特征，連接到板狀輻射導(dǎo)體10的導(dǎo)體盤100平行地設(shè)置在同軸饋線導(dǎo)體101的中途，所述同軸饋線導(dǎo)體101連接到板狀輻射導(dǎo)體10的饋電點(diǎn)P。在圖5中，為了便于理解該結(jié)構(gòu)，與板狀輻射導(dǎo)體10的直徑相比，板狀輻射導(dǎo)體10與接地板12之間的間隔被放大示出。例如，對于953MHz的中心頻率，如果板狀輻射導(dǎo)體10的直徑為15cm，那么板狀輻射導(dǎo)體10與接地板12之間的間隔大約為1cm。此時(shí)，導(dǎo)體盤100的直徑為14mm。
圖6是圖5的原理圖的等效電路。導(dǎo)體盤100與接地板12形成了電容C1，且電容C1與天線1并聯(lián)。通過調(diào)節(jié)導(dǎo)體盤100與接地板12之間的間隔，可使作為天線端子的同軸饋線導(dǎo)體101靠近與同軸電纜2之間的連接點(diǎn)的50Ω的特性阻抗。這樣，就可以減少來自天線1的反射。
圖7示出了與圖5的原理圖相對應(yīng)的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)；該圖中還示出了該結(jié)構(gòu)的橫截面。圖8示意性示出了由圖7中的圓所包圍的部分A的放大圖。使用導(dǎo)體軸作為同軸饋線導(dǎo)體101；將頂端部B和下端部C分別固定到形成有螺紋的板狀輻射導(dǎo)體10和接地板12上。
因此，板狀輻射導(dǎo)體10與接地板12之間的間隔由同軸饋線導(dǎo)體101的長度來確定。通過焊接將同軸饋線導(dǎo)體101的下端部C固定到同軸電纜2的內(nèi)導(dǎo)體上。類似地，通過焊接將同軸電纜2的外導(dǎo)體固定到接地板12上。
如果同軸饋線導(dǎo)體101的直徑為1/3φ，那么導(dǎo)體盤100的直徑就為φ，并且如圖8所示，在被同軸饋線導(dǎo)體101穿過的內(nèi)側(cè)上形成有螺槽102a。另一方面，在同軸饋線導(dǎo)體101的一部分上形成有與導(dǎo)體盤100的螺槽102a相對應(yīng)的螺紋101a。
因此，通過旋轉(zhuǎn)導(dǎo)體盤100，可以對沿著同軸饋線導(dǎo)體101與接地板12之間的間隔L進(jìn)行調(diào)節(jié)。
圖9利用S參數(shù)史密斯圓圖示出了本發(fā)明的有益效果。
在圖9中，A是不具有圖7中的導(dǎo)體盤100的現(xiàn)有技術(shù)的特性，B是圖7中所示的本發(fā)明的構(gòu)造的特性。在這兩種情況下，都示出了中心頻率為965MHz且頻率從800MHz到1.1GHz波動(dòng)的特性。當(dāng)沿箭頭方向旋轉(zhuǎn)導(dǎo)體盤100以增大電容C1時(shí)，獲得了逐漸接近“1”的特性，并且可以逼近同軸電纜2的特性阻抗。
圖10示出了本發(fā)明第二實(shí)施例的原理。圖11是與圖10的原理圖相對應(yīng)的等效電路。該第二實(shí)施例具有第一同軸饋線導(dǎo)體101A，其一端將同軸饋線導(dǎo)體101連接到板狀輻射導(dǎo)體10；和第二同軸饋線導(dǎo)體101B，其一端連接到同軸電纜2；第一同軸饋線導(dǎo)體101A的另一端和第二同軸饋線導(dǎo)體101B的另一端相對布置，如圖10中虛線圓101C中所示。
通過將這些部分相對布置而形成圖11的等效電路中所示的電容C2，得到了其中電容C2與天線1串聯(lián)地插入的狀態(tài)。因此，通過改變同軸饋線導(dǎo)體101A和101B的相對面積的大小，來對電容C2進(jìn)行調(diào)整，因此可以改變連接到同軸電纜2的天線側(cè)阻抗，從而可以減少反射。
圖12是實(shí)現(xiàn)圖11所示的第二實(shí)施例的原理的一方面的橫截面圖。
在圖12中，連接到板狀輻射導(dǎo)體10的饋電點(diǎn)的導(dǎo)電螺栓101A是第一同軸饋線導(dǎo)體(101A)，并且形成中空導(dǎo)電管101B作為第二同軸饋線導(dǎo)體(101B)，該中空導(dǎo)電管內(nèi)部插入有由聚四氟乙烯或另一電介質(zhì)制成的中空組件101C。
在由聚四氟乙烯或另一電介質(zhì)制成的中空組件101C的內(nèi)壁上形成有與螺栓101A的螺紋相對應(yīng)的螺槽。
因此，通過旋轉(zhuǎn)螺栓101A來調(diào)節(jié)插入到中空組件101C中的量，可以改變第一同軸饋線導(dǎo)體101A與第二同軸饋線導(dǎo)體101B之間的相對面積。
因此，在圖12中所示的結(jié)構(gòu)中，可以容易地調(diào)節(jié)天線1的與同軸電纜2相連接的部分的阻抗，使之接近同軸電纜2的特性阻抗。
圖13示出了本發(fā)明第三實(shí)施例的原理。該實(shí)施例具有結(jié)合了第一實(shí)施例和第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，可以容易地改變導(dǎo)體盤100、第一同軸饋線導(dǎo)體101A和第二同軸饋線導(dǎo)體101B的相對面積。圖14中示出了等效電路；通過組合并聯(lián)電容C1和串聯(lián)電容C2，可以更精確地調(diào)節(jié)來自天線端子的反射特性。
在對實(shí)施例的上述說明中，所描述的示例中的板狀輻射導(dǎo)體10的形狀是圓形；但是本發(fā)明的應(yīng)用并不限于這一形狀，也可以采用矩形形狀。此外，描述了該天線在RFID讀取器/寫入器中的應(yīng)用；但是本發(fā)明的應(yīng)用并不限于RFID讀取器/寫入器，也可以將本發(fā)明應(yīng)用于一般的無線設(shè)備。
工業(yè)實(shí)用性正如上述實(shí)施例所述，通過旋轉(zhuǎn)導(dǎo)體盤100或?qū)щ娐菟?01A，可以容易對連接天線與同軸電纜2的部分的阻抗進(jìn)行調(diào)節(jié)。因此，本發(fā)明的天線能夠容易地調(diào)節(jié)來自天線端子的反射特性，且不改變饋電點(diǎn)的位置，從而實(shí)現(xiàn)了不影響偏振特性的天線調(diào)節(jié)方法，極大地有助于減少天線的制造成本。
本申請是2004年12月14日提交的未決國際申請No.PCT/JP2004/018655的延續(xù)，在此通過引用將其并入。
權(quán)利要求
1.一種天線，該天線包括接地板；板狀輻射導(dǎo)體，其與所述接地板平行布置；饋線導(dǎo)體，其一端連接到所述板狀輻射導(dǎo)體的饋電點(diǎn)，另一端作為天線端子連接到同軸電纜的內(nèi)導(dǎo)體，并且該饋線導(dǎo)體與所述板狀輻射導(dǎo)體垂直；和導(dǎo)體盤，其電連接到所述饋線導(dǎo)體，并與所述接地板平行布置，其中，可以對從所述導(dǎo)體盤到所述接地板的距離進(jìn)行調(diào)節(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線，其中，在所述饋線導(dǎo)體的至少一部分的外周上形成有螺紋，所述導(dǎo)體盤的中心部被所述饋線導(dǎo)體穿過，在所述中心部的內(nèi)表面上形成有與所述饋線導(dǎo)體的所述螺紋相配的螺槽，并且通過旋轉(zhuǎn)所述導(dǎo)體盤，可以沿所述螺紋來調(diào)節(jié)與所述接地板的距離。
3.一種天線，該天線包括接地板；板狀輻射導(dǎo)體，其與所述接地板平行布置；第一饋線導(dǎo)體，其一端連接到所述板狀輻射導(dǎo)體的饋電點(diǎn)，并且該第一饋線導(dǎo)體與所述板狀輻射導(dǎo)體垂直；和第二饋線導(dǎo)體，其一端作為天線端子連接到同軸電纜的內(nèi)導(dǎo)體，其中，所述第一饋線導(dǎo)體的另一端和所述第二饋線導(dǎo)體的另一端相對布置，并且可以對相對面積的大小進(jìn)行調(diào)節(jié)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的天線，其中，所述第一饋線導(dǎo)體是導(dǎo)電螺栓，并且所述第二饋線導(dǎo)體具有中空導(dǎo)電管和插入在該中空導(dǎo)電管的至少一部分中的中空介電體，并且所述中空介電體的內(nèi)表面上形成有與所述螺栓相配的螺槽。
5.一種天線，該天線包括接地板；板狀輻射導(dǎo)體，其與所述接地板平行布置；第一饋線導(dǎo)體，其一端連接到所述板狀輻射導(dǎo)體的饋電點(diǎn)，并且該第一饋線導(dǎo)體與所述板狀輻射導(dǎo)體垂直；第二饋線導(dǎo)體，其一端作為天線端子連接到同軸電纜的內(nèi)導(dǎo)體，其中，所述第一饋線導(dǎo)體的另一端和所述第二饋線導(dǎo)體的另一端相對布置，并且可以對相對面積的大小進(jìn)行調(diào)節(jié)，所述天線包括導(dǎo)體盤，該導(dǎo)體盤電連接到所述第二饋線導(dǎo)體并與所述接地板平行且相對布置，并且可以對從所述導(dǎo)體盤到所述接地板的距離進(jìn)行調(diào)節(jié)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種天線。所述天線具有能夠易于對天線連接端子處的阻抗進(jìn)行調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)，所述天線包括接地板；板狀輻射導(dǎo)體，其與所述接地板平行布置；饋線導(dǎo)體，其一端連接到所述板狀輻射導(dǎo)體的饋電點(diǎn)，另一端作為天線端子連接到同軸電纜的內(nèi)導(dǎo)體，并且該饋線導(dǎo)體與所述板狀輻射導(dǎo)體垂直；和導(dǎo)體盤，其電連接到所述饋線導(dǎo)體，并與所述接地板平行布置，可以對從所述導(dǎo)體盤到所述接地板的距離進(jìn)行調(diào)節(jié)。
文檔編號H01Q9/04GK101080849SQ200480044599
公開日2007年11月28日 申請日期2004年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月14日
發(fā)明者安德雷·安德連科, 馬庭透, 林宏行 申請人:富士通株式會社