專利名稱：基于環(huán)形饋電網(wǎng)絡(luò)的射頻識別圓極化閱讀器陣列天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種射頻識別閱讀器天線，具體是涉及一種可應(yīng)用在超高
頻(UHF)和微波(2.45GHz)頻段射頻識別系統(tǒng)閱讀器中的圓極化陣列天線。 肖賊*
射頻識別技術(shù)是一種通過無線射頻方式進(jìn)行非接觸雙向數(shù)據(jù)通信，對目標(biāo) 加以識別并獲取相關(guān)信息的自動識別技術(shù)。射頻識別系統(tǒng)主要由閱讀器、中間 件以及電子標(biāo)簽三部分所組成。射頻識別系統(tǒng)中的閱讀器必須通過天線來發(fā)射 能量，形成電磁場，通過電磁場來對電子標(biāo)簽進(jìn)行識別。因此閱讀器天線是射 頻識別系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件之一 。
目前，射頻識別系統(tǒng)中的閱讀器天線大部分采用的是線極化天線，這已經(jīng) 不能滿足日益增長的應(yīng)用需求。因?yàn)殡娮訕?biāo)簽天線的極化方式也是線極化，而 物品的放置形式往往是雜亂無序的，很容易使得電子標(biāo)簽天線的極化方式發(fā)生 改變，這就要求閱讀器天線可以接受任意方向的線極化波(比如垂直線極化、 水平線極化、±45°線極化)。因?yàn)閳A極化天線可以接收任意極化的來波，同 樣，圓極化天線輻射的圓極化波可由任意極化的天線接收，所以只有把閱讀器 天線的極化方式設(shè)計(jì)成圓極化才能滿足上述要求。
同時，為了提高閱讀器的有效工作距離和電子標(biāo)簽的識別成功率，因此有 必要提高閱讀器天線的增益以便滿足上述需求。目前，實(shí)現(xiàn)高增益的方法主要 并不是采用圓極化天線單元構(gòu)成圓極化天線陣列，而是采用線極化天線單元構(gòu) 成線極化天線陣列，而且這些線極化陣列天線的饋電網(wǎng)絡(luò)往往較為復(fù)雜，這就為實(shí)際的工程應(yīng)用增加了難度和成本。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種可以應(yīng)用在超高頻
(UHF)和微波(2.45GHz)頻段射頻識別系統(tǒng)中，且剖面低、體積小、結(jié)構(gòu) 簡單、易加工、成本低的基于環(huán)形饋電網(wǎng)絡(luò)的射頻識別圓極化閱讀器陣列天線。 本實(shí)用新型的目的通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)
基于環(huán)形饋電網(wǎng)絡(luò)的射頻識別圓極化閱讀器陣列天線包括上介質(zhì)基板、空 氣層和下介質(zhì)基板；上介質(zhì)基板的上表面中央間隔附著左、右輻射貼片單元， 在上介質(zhì)基板和下介質(zhì)基板之間形成空氣層，下介質(zhì)基板的上表面貼有銅皮作 為地板，在地板中央間隔刻有去除銅皮的左、右"十"字形縫隙，在下介質(zhì)基 板的下表面貼有環(huán)形饋電網(wǎng)絡(luò)，環(huán)形饋電網(wǎng)絡(luò)中的50Q微帶線通過四分之一 波長阻抗變換器與T型接頭相連，T型接頭分別與左、右兩個"^"形微帶線 連接，左、右兩個"^"形微帶線位于左、右"十"字形縫隙正下端，左、右 "十"字形縫隙位于左右輻射貼片單元的正下端。
所述的左、右"^"形微帶線與"十"字形縫隙形成的耦合點(diǎn)之間的微帶 線長度可調(diào)。
所述的上介質(zhì)基板和下介質(zhì)基板之間設(shè)有四個支柱，形成空氣層。 所述的左、右輻射貼片單元為方形銅片。 本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)和積極效果
(1) 本實(shí)用新型中使用了T型接頭將信號分成等幅同相的兩路信號，這
樣就降低了一般陣列天線饋電網(wǎng)絡(luò)中均分信號的復(fù)雜度。
(2) 本實(shí)用新型中使用了 "^"形微帶線連續(xù)橫穿過位于地板上的"十"字形縫隙的四臂，得到四個耦合點(diǎn)，并通過相位累積來實(shí)現(xiàn)圓極化。這就簡化 了一般陣列天線饋電網(wǎng)絡(luò)中采用功分器進(jìn)行饋電實(shí)現(xiàn)圓極化的復(fù)雜性，同時降 低了制作的難度和減小了天線的整體體積。
(3) 本實(shí)用新型基于環(huán)形饋電網(wǎng)絡(luò)的射頻識別圓極化閱讀器陣列天線能 夠用于超高頻(UHF)頻段的射頻識別系統(tǒng)，可同時涵蓋我國的920 925MHz 的射頻識別系統(tǒng)和北美的902 928MHz的射頻識別系統(tǒng)；另夕卜，在不改變天 線結(jié)構(gòu)的前提下通過改變天線的尺寸后的基于環(huán)形饋電網(wǎng)絡(luò)的射頻識別圓極 化閱讀器陣列天線，可應(yīng)用在微波(2.45GHz)頻段的射頻識別系統(tǒng)中。
(4) 本實(shí)用新型基于環(huán)形饋電網(wǎng)絡(luò)的射頻識別圓極化閱讀器陣列天線還 具有低剖面、體積小、結(jié)構(gòu)簡單、容易加工、成本低的特點(diǎn)。


圖1為本實(shí)用新型基于環(huán)形饋電網(wǎng)絡(luò)的射頻識別圓極化閱讀器陣列天線的 結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為圖1中上介質(zhì)基板的俯視圖。
圖3為圖1中地板的俯視圖。
圖4為圖1中下介質(zhì)基板的仰視圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，但本實(shí)用新型的實(shí)施方 式不限于此。
圖1為本實(shí)用新型基于環(huán)形饋電網(wǎng)絡(luò)的射頻識別圓極化閱讀器陣列天線 的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1中上介質(zhì)基板1的俯視圖。圖3為圖1中地板 2的俯視圖。圖4為圖1中下介質(zhì)基板4的仰視圖。如圖1、圖2、圖3和圖4所示，基于環(huán)形饋電網(wǎng)絡(luò)的射頻識別圓極化閱讀器陣列天線包括上介質(zhì)基板
1、空氣層3和下介質(zhì)基板4。左、右輻射貼片單元ll、 12為方形銅片，間隔 貼在上介質(zhì)基板1的上表面中央；介質(zhì)基板1背面沒有銅皮；用于改善天線性 能的空氣層3介于上介質(zhì)基板1和下介質(zhì)基板4之間，通過4個支柱支撐上介 質(zhì)基板1和下介質(zhì)基板4之間形成空氣層3;地板2為銅皮，貼在下介質(zhì)基板 4的正面；在地板2中央間隔刻有兩個用于耦合電磁信號的去除銅皮的左右 "十"字形縫隙22、 23,左、右"十"字形縫隙22、 23的位置與左右輻射貼 片單元ll、 12相對應(yīng)，即位于其正下端；在下介質(zhì)基板3的下表面貼有環(huán)形 饋電網(wǎng)絡(luò)，環(huán)形饋電網(wǎng)絡(luò)中的50Q微帶線41通過四分之一波長阻抗變換器42 與T型接頭43相連，T型接頭43分別與左、右兩個"^"形微帶線44、 45 連接，左、右兩個"^"形微帶線44、 45與左、右"十"字形縫隙22、 23相 對應(yīng)，即位于其正下端。左輻射貼片單元11、去除銅皮的左"十"字形縫隙 22和左"^"形微帶線44以及右輻射貼片單元12、去除銅皮的右"十"字形 縫隙23和右形微帶線45分別組成左右兩組構(gòu)成陣列天線的陣元，左右 兩組陣元中組成部分的對稱中心在同一垂直線上。這兩組陣元中的"^"形微 帶線分別連續(xù)橫穿過地板上的"十"字形縫隙的四臂，各自得到四個耦合點(diǎn)A、 B、 C、 D和a、 b、 c、 d?？梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)左"^"形微帶線與左"十"字形縫 隙形成的相鄰耦合點(diǎn)之間的微帶線AB、 BC、 CD的長度為1/4波長，從而獲 得90°相移，同時加以調(diào)節(jié)耦合點(diǎn)D點(diǎn)到開路端E點(diǎn)間的調(diào)諧枝節(jié)DE的長 度為1/4波長，這樣就可以通過相位累積來實(shí)現(xiàn)圓極化。同樣，可調(diào)節(jié)右"^" 形微帶線中的微帶線ab、 bc、 cd以及耦合點(diǎn)d點(diǎn)到開路端e點(diǎn)間的調(diào)諧枝節(jié) de的長度為1/4波長。應(yīng)用本實(shí)用新型基于環(huán)形饋電網(wǎng)絡(luò)的射頻識別圓極化閱讀器陣列天線發(fā)
射信號時，輸入信號從細(xì)短的50Q微帶線41饋入，經(jīng)過阻抗變換器42、 T型 接頭43、左、右兩個形微帶線44、 45形成兩路信號后再分別通過左、 右"十"字形縫隙22、 23、空氣層3耦合到左右輻射貼片單元11、 12，從而
引起諧振，將電流信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡姶挪ㄐ盘枴＝邮招盘枙r，左、右輻射貼片單元 11、 12將電磁波信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏餍盘?，信號傳播方向跟發(fā)射信號時相反。
較寬的阻抗帶寬和軸比帶寬、較高的增益以及性能良好的其他參數(shù)顯示， 本實(shí)用新型基于環(huán)形饋電網(wǎng)絡(luò)的射頻識別圓極化閱讀器陣列天線能夠應(yīng)用在 超高頻(UHF)頻段的射頻識別系統(tǒng)中，可同時涵蓋我國的920 925MHz的 射頻識別系統(tǒng)和北美的902 928MHz的射頻識別系統(tǒng)；另外，在不改變天線
結(jié)構(gòu)的前提下通過改變天線的尺寸，本實(shí)用新型基于環(huán)形饋電網(wǎng)絡(luò)的射頻識別 圓極化閱讀器陣列天線還可應(yīng)用在微波(2.45GHz)頻段的射頻識別系統(tǒng)中。
同時，本實(shí)用新型基于環(huán)形饋電網(wǎng)絡(luò)的射頻識別圓極化閱讀器陣列天線還 具有低剖面、體積小、結(jié)構(gòu)簡單、容易加工、成本低的特點(diǎn)。
權(quán)利要求1、基于環(huán)形饋電網(wǎng)絡(luò)的射頻識別圓極化閱讀器陣列天線，其特征在于該閱讀器陣列天線包括上介質(zhì)基板、空氣層和下介質(zhì)基板；上介質(zhì)基板的上表面中央間隔附著左、右輻射貼片單元，在上介質(zhì)基板和下介質(zhì)基板之間形成空氣層，下介質(zhì)基板的上表面貼有銅皮作為地板，在地板中央間隔刻有去除銅皮的左、右“十”字形縫隙，在下介質(zhì)基板的下表面貼有環(huán)形饋電網(wǎng)絡(luò)，環(huán)形饋電網(wǎng)絡(luò)中的50Ω微帶線通過四分之一波長阻抗變換器與T型接頭相連，T型接頭分別與左、右兩個 id="icf0001" file="Y2008200429810002C1.tif" wi="9" he="5" top= "94" left = "72" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>形微帶線連接，左、右兩個 id="icf0002" file="Y2008200429810002C2.tif" wi="9" he="5" top= "94" left = "146" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>形微帶線位于左、右“十”字形縫隙正下端，左、右“十”字形縫隙位于左、右輻射貼片單元的正下端。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于環(huán)形饋電網(wǎng)絡(luò)的射頻識別圓極化閱讀器陣 列天線，其特征在于左、右"^"形微帶線與"十"字形縫隙形成的耦合點(diǎn) 之間的微帶線長度可調(diào)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于環(huán)形饋電網(wǎng)絡(luò)的射頻識別圓極化閱讀器陣 列天線，其特征在于上介質(zhì)基板和下介質(zhì)基板之間設(shè)有四個支柱，形成空氣層。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于環(huán)形饋電網(wǎng)絡(luò)的射頻識別圓極化閱讀器陣 列天線，其特征在于所述的左、右輻射貼片單元為方形銅片。
專利摘要本實(shí)用新型公開了基于環(huán)形饋電網(wǎng)絡(luò)的射頻識別圓極化閱讀器陣列天線，該閱讀器陣列天線包括上介質(zhì)基板、空氣層和下介質(zhì)基板。上介質(zhì)基板的上表面中央間隔附著左、右輻射貼片單元，下介質(zhì)基板的上表面貼有銅皮作為地板，在地板中央間隔刻有去除銅皮的左、右“十”字形縫隙，在下介質(zhì)基板的50Ω微帶線通過四分之一波長阻抗變換器與T型接頭相連，T型接頭分別與左、右兩個“”形微帶線連接，左、右兩個“”形微帶線位于左、右“十”字形縫隙正下端，左、右“十”字形縫隙位于左右輻射貼片單元的正下端。本實(shí)用新型可用于超高頻和2.45GHz微波頻段的射頻識別系統(tǒng)的閱讀器中，具有低剖面、體積小、結(jié)構(gòu)簡單、容易加工、成本低的特點(diǎn)。
文檔編號H01Q1/38GK201146246SQ20082004298
公開日2008年11月5日 申請日期2008年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月17日
發(fā)明者張春林, 成紅旗, 胡斌杰 申請人:華南理工大學(xué)