專利名稱：平面反射體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種應(yīng)用于電子標(biāo)簽的平面反射體。
背景技術(shù)：
射頻識(shí)別(Radio Frequency Identification，RFID)技術(shù)是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識(shí)別工作無(wú)需人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID系統(tǒng)是一種簡(jiǎn)單的無(wú)線系統(tǒng)，用于控制、檢測(cè)和跟蹤物體，其由兩個(gè)基本器件組成，分別為詢問器(或閱讀器)和應(yīng)答器(或電子標(biāo)簽)，電子標(biāo)簽主要由存有識(shí)別代碼的大規(guī)模集成電路芯片和收發(fā)天線構(gòu)成，其中電子標(biāo)簽的數(shù)量可以為多個(gè)，即RFID技術(shù)可同時(shí)識(shí)別多個(gè)電子標(biāo)簽。其工作原理為閱讀器發(fā)射一特定頻率的無(wú)線電波能量給電子標(biāo)簽，用以驅(qū)動(dòng)電子標(biāo)簽電路將內(nèi)部的數(shù)據(jù)送出，此時(shí)閱讀器便依序接收解讀數(shù)據(jù)，利用其內(nèi)的應(yīng)用程序做相應(yīng)的處理。目前，定義RFID產(chǎn)品的工作頻段有低頻、高頻和超高頻，其中不同頻段的RFID產(chǎn)品會(huì)有不同的特性和應(yīng)用。具體如下低頻(工作頻率從125KHZ到135KHz)段內(nèi)的RFID產(chǎn)品主要是通過電感耦合的方式進(jìn)行工作，也就是在讀寫器線圈和感應(yīng)器線圈間存在著變壓器耦合作用。通過讀寫器交變場(chǎng)的作用在感應(yīng)器天線中感應(yīng)的電壓被整流，可作供電電壓使用。主要應(yīng)用于畜牧業(yè)的管理系統(tǒng)、汽車防盜和無(wú)鑰匙開門系統(tǒng)、馬拉松賽跑系統(tǒng)、自動(dòng)停車場(chǎng)收費(fèi)和車輛管理系統(tǒng)、自動(dòng)加油系統(tǒng)、酒店門鎖系統(tǒng)的應(yīng)用以及門禁和安全管理系統(tǒng)等。高頻(工作頻率為13. 56MHz)段內(nèi)的感應(yīng)器不再需要線圈進(jìn)行繞制，可以通過腐蝕或者印刷的方式制作天線。感應(yīng)器一般通過負(fù)載調(diào)制的方式進(jìn)行工作。也就是通過感應(yīng)器上的負(fù)載電阻的接通和斷開促使讀寫器天線上的電壓發(fā)生變化，實(shí)現(xiàn)用遠(yuǎn)距離感應(yīng)器對(duì)天線電壓進(jìn)行振幅調(diào)制。主用應(yīng)用于服裝生產(chǎn)線和物流系統(tǒng)的管理和應(yīng)用、三表預(yù)收費(fèi)系統(tǒng)、酒店門鎖的管理和應(yīng)用、大型會(huì)議人員通道系統(tǒng)、固定資產(chǎn)的管理系統(tǒng)、醫(yī)藥物流系統(tǒng)的管理和應(yīng)用以及智能貨架的管理等。超高頻(工作頻率為860MHz到960MHz之間)段內(nèi)的RFID主要是通過電磁場(chǎng)來(lái)傳輸能量，電磁場(chǎng)的能量下降的不是很快，但是讀取的區(qū)域不是很好進(jìn)行定義。該頻段讀取距離比較遠(yuǎn)，無(wú)源可達(dá)IOm左右。其電子標(biāo)簽的天線一般是長(zhǎng)條和標(biāo)簽狀，天線有線性和圓極化兩種設(shè)計(jì)，滿足不同應(yīng)用的需求。主要應(yīng)用于供應(yīng)鏈上的管理和應(yīng)用、生產(chǎn)線自動(dòng)化的管理和應(yīng)用、航空鐵路包裹的管理和應(yīng)用、集裝箱的管理和應(yīng)用、以及后勤管理系統(tǒng)的應(yīng)用寸。目前，在圖書管理中，并未充分利用到RFID技術(shù)，而是采用條形碼或者磁條的方式進(jìn)行管理，此時(shí)需要逐本讀入圖書信息，人力成本較大。而引入RFID技術(shù)，就存在以下問題，由于RFID電子標(biāo)簽采用的天線不具備明顯的單向性，而目前圖書館書架擺放逐排放置，當(dāng)需要讀入前排書架內(nèi)圖書信息時(shí)，后排書架內(nèi)的信息也會(huì)被讀入，從而影響對(duì)前排書架內(nèi)圖書信息的統(tǒng)計(jì)?？紤]到圖書館書架上擺放的圖書，總是書脊方向向外。若設(shè)計(jì)出一種平面單向天線，應(yīng)用于RFID標(biāo)簽中，將RFID標(biāo)簽平面單向天線的最大增益方向指向書脊，則RFID閱讀器很容易讀取當(dāng)前書架上的圖書標(biāo)簽；同時(shí)，因?yàn)楸趁鏁苌系臅蛄硪环较?，則這些書不容易被RFID閱讀器誤讀。又如，在移動(dòng)速度較快的流水線上的物品的RFID標(biāo)簽，其通過RFID讀寫器可識(shí)讀范圍的時(shí)間很短，可能會(huì)造成讀寫操作失敗的情況。若能夠合理擺放流水線上的物品，使標(biāo)簽平面單向天線的最大增益方向指向讀寫器所在位置，則可擴(kuò)大其可識(shí)讀范圍，增加操作的可靠度。然而，目前沒有這種方便小巧的平面單向天線設(shè)計(jì)，有的僅是一種應(yīng)用在其他領(lǐng)域的八木天線，其方向性很好。但是結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，且尺寸較大，不適合在以上領(lǐng)域中應(yīng)用。具體，如圖1所示，其為一種現(xiàn)有的八木天線結(jié)構(gòu)示意圖。該八木天線是由有源振子11 ( 一般用折合振子)、無(wú)源反射器12和若干個(gè)無(wú)源引向器13平行排列而成的端射式天線。典型的八木天線一般有三對(duì)振子，整個(gè)結(jié)構(gòu)呈“王”字形。與饋線相連的稱有源振子， 或主振子，居三對(duì)振子之中，“王”字的中間一橫。反射器比有源振子稍長(zhǎng)一點(diǎn)，它在有源振子的一側(cè)，起著削弱從這個(gè)方向傳來(lái)的電波或從本天線發(fā)射去的電波的作用；引向器比有源振子略短，它位于有源振子的另一側(cè)，它能增強(qiáng)從這一側(cè)方向傳來(lái)的或向這個(gè)方向發(fā)射出去的電波。引向器可以有許多個(gè)，每根長(zhǎng)度都要比其相鄰的并靠近有源振子的那根略短一點(diǎn)。弓丨向器越多，方向越尖銳、增益越高，但實(shí)際上超過四、五個(gè)引向器之后，這種“好處” 增加就不太明顯了，而體積大、自重增加、對(duì)材料強(qiáng)度要求提高、成本加大等問題卻漸突出。 通常情況下有一副五單元八木(即有三個(gè)引向器，一個(gè)反射器和一個(gè)有源振子)就夠用了。 通常，每個(gè)引向器和反射器都是用一根金屬棒做成。無(wú)論有多少“單元”，所有的振子，都是按一定的間距平行固定在一根“大梁”上。可見，以上結(jié)構(gòu)并不適于在圖書管理以及流水線上物品管理中應(yīng)用，故而，本實(shí)用新型針對(duì)RFID標(biāo)簽在超高頻段的一種應(yīng)用~"若貼RFID標(biāo)簽的物品擺放方向非常規(guī)則， 且某方向上需要標(biāo)簽具有較高的靈敏度，或者在某方向上不希望標(biāo)簽被探測(cè)到”這一現(xiàn)實(shí)問題，提出一種RFID標(biāo)簽平面單向天線設(shè)計(jì)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種平面反射體，應(yīng)用于平面天線，以抵消天線于一個(gè)方向上的輻射信號(hào)，實(shí)現(xiàn)平面單向天線，以解決現(xiàn)有RFID標(biāo)簽在圖書管理以及流水線上物品管理等中應(yīng)用的局限性問題。為解決以上技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種平面反射體，用于天線的一側(cè)，使天線具有單向特性，該反射體在垂直于天線方向上具有一定的寬度。進(jìn)一步的，所述反射體在垂直于天線方向上的寬度在4mm以上。進(jìn)一步的，所述反射體在垂直于天線方向上的寬度在20mm以下。進(jìn)一步的，所述天線為雙極子天線或類雙極子天線。進(jìn)一步的，所述反射體為矩形，其長(zhǎng)邊沿天線方向。[0020]進(jìn)一步的，所述反射體在垂直于天線方向上，距離天線的最小距離在IOmm以上。進(jìn)一步的，所述反射體的一側(cè)具有鏤空結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步的，所述反射體為軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)，且從對(duì)稱軸向兩側(cè)，反射體的寬度增加。進(jìn)一步的，從對(duì)稱軸向兩側(cè)，所述反射體的寬度逐漸增加。進(jìn)一步的，所述反射體的一側(cè)為弧形。進(jìn)一步的，所述反射體的材質(zhì)為箔?？梢姡緦?shí)用新型以上實(shí)施例利用反射體來(lái)抵消天線一個(gè)方向上的輻射信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)天線的單向特性，且該天線與反射體均為平面結(jié)構(gòu)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了平面單向天線，有利于其于圖書管理等方面的應(yīng)用。具體，利用加寬的反射體來(lái)實(shí)現(xiàn)，可以明顯降低天線單向性能對(duì)頻率的依賴性，使其在較大的頻率范圍內(nèi)保持單向特性。在900MHz附近的UHF RFID 工作頻段，4mm以上的反射體寬度可以保證IOOMHz以上的頻率適應(yīng)范圍(天線前后方增益相差6dB以上)。至于頻率適用范圍的具體起止頻率值，可通過調(diào)節(jié)反射體到類雙極子天線的距離、以及反射體的長(zhǎng)度來(lái)進(jìn)行調(diào)整。進(jìn)一步的，本實(shí)用新型較佳實(shí)施例利用寬度從中心向兩側(cè)變化的反射體來(lái)改進(jìn)以上天線與反射體的整體尺寸要求。具體，利用一側(cè)中間凹陷的反射體，可在保持反射體邊緣和天線邊緣的平均距離大致不變的情況下，使反射體與天線的總寬度減少，從而達(dá)到減少標(biāo)簽總尺寸的效果。另外，本實(shí)用新型較佳實(shí)施例在反射體上設(shè)置鏤空結(jié)構(gòu)，來(lái)增加反射體的等效分布電感，以調(diào)節(jié)并改善反射電磁波與天線本身發(fā)出的電磁波的疊加情況，從而在更小的標(biāo)簽尺寸下得到與大尺寸標(biāo)簽類似的單向天線效果。

圖1為一種現(xiàn)有的八木天線結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例一所提供的平面單向天線組件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例二所提供的平面單向天線組件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例三所提供的平面單向天線組件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例四所提供的平面單向天線組件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例五所提供的平面單向天線組件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7和圖8分別為普通UHF RFID標(biāo)簽上使用的類雙極子天線無(wú)反射體時(shí)，在 920MHz的E平面和F平面的天線模式仿真結(jié)果示意圖；圖9和圖10分別為在類雙極子天線旁放置加寬反射體(150mm*20mm矩形，距類雙極子天線20mm)時(shí)，在920MHz的E平面和F平面的天線模式仿真結(jié)果示意圖；圖11和圖12分別為在類雙極子天線旁放置一側(cè)為月牙形邊緣且?guī)хU空結(jié)構(gòu)的反射體時(shí)，在920MHz的E平面和F平面的天線模式仿真結(jié)果示意圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的目的、特征更明顯易懂，
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步的說明。在圖書管理以及流水線物體管理等方面，物品擺放方向非常規(guī)則，且某方向上需
5要標(biāo)簽具有較高的靈敏度，而在另一方向上不希望標(biāo)簽被探測(cè)。這種情況下如果利用平面單向天線，將會(huì)有效的管理圖書或物體信息。然而，目前RFID技術(shù)并未應(yīng)用于此，主要是沒有方便小巧且效果較好的平面單向天線設(shè)計(jì)，而現(xiàn)有的單向天線又往往難以適用這種場(chǎng)合。故本實(shí)用新型設(shè)計(jì)一種簡(jiǎn)單的單向標(biāo)簽天線，其為一種平面天線結(jié)構(gòu)，方便在此領(lǐng)域應(yīng)用，具體，在天線的一側(cè)垂直天線方向上設(shè)置具有一定寬度的反射體，來(lái)降低天線單向性能對(duì)頻率的依賴性，使其在較大的頻率范圍內(nèi)保持單向特性。具體，請(qǐng)參考圖2，其為本實(shí)用新型一實(shí)施例所提供的平面單向天線組件的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，該天線組件包括天線210和反射體220，其中反射體220設(shè)置于天線210 的一側(cè)，其在垂直于天線210的方向上具有一定的寬度W。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的八木天線，加寬反射體的寬度(即加大垂直于天線方向的尺寸)可以明顯降低天線單向性能對(duì)頻率的依賴性，使其在較大的頻率范圍內(nèi)保持單向特性。此外，其無(wú)需設(shè)置引向器，使得天線設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，尺寸較小，方便使用。以上天線組件在 900MHz附近的UHF RFID工作頻段，4mm以上的反射體寬度可以保證IOOMHz以上的頻率適應(yīng)范圍(天線前后方增益相差6dB以上)。至于頻率適用范圍的具體起止頻率值，可通過調(diào)節(jié)反射體到類雙極子天線的距離、以及反射體的長(zhǎng)度來(lái)進(jìn)行調(diào)整。通常距離和尺寸的增加會(huì)使起止頻率降低，反之則使其升高。對(duì)于單向天線的實(shí)現(xiàn)，理論上反射體的寬度越寬效果越好，無(wú)窮大的寬度能帶來(lái)無(wú)窮大的頻率適應(yīng)范圍。不過，太大的寬度會(huì)造成成本的上升，最終限制標(biāo)簽天線尺寸的是成本和具體應(yīng)用場(chǎng)景的限制。為此，為了保證天線組件的整體尺寸滿足使用需要，往往反射體的寬度不高于20mm。較佳的，由于雙極子天線的尺寸狹長(zhǎng)而窄，適合與反射體的形狀相匹配，故在此天線可以為雙極子天線或類雙極子天線。當(dāng)然，本實(shí)用新型不以此為限，也可以是其他UHF RFID標(biāo)簽上使用的狹長(zhǎng)形狀的線極化天線。較佳的，反射體的材質(zhì)為金屬，例如，箔。這是因?yàn)椋F(xiàn)有的通用UHF RFID標(biāo)簽天線的生產(chǎn)流程就是將銅箔或鋁箔蝕刻在塑料薄膜上制成的。反射體使用相同的金屬箔，則完全不需要修改生產(chǎn)流程。對(duì)生產(chǎn)商來(lái)說，僅僅是做了一款尺寸較大的標(biāo)簽而已。如果標(biāo)簽是在印刷電子線路板(PCB)上的，則可以用板上接地的鋪銅作為反射體，這里同樣不需要改變生產(chǎn)流程。實(shí)施例一請(qǐng)繼續(xù)參考圖2，從圖中可以看出，反射體220為矩形，其長(zhǎng)邊沿天線方向。需要說明的是，當(dāng)反射體220越來(lái)越靠近天線210時(shí)，前后增益差會(huì)越來(lái)越小，適用頻率范圍(即前后增益差大于某個(gè)特定閾值的頻段)越來(lái)越窄，且增益差、頻率范圍這兩個(gè)參數(shù)對(duì)周邊環(huán)境越來(lái)越敏感(即周邊的物體移動(dòng)或材質(zhì)改變時(shí)，可能引起這兩個(gè)參數(shù)急劇變化)。對(duì)于本實(shí)施例中的加寬反射體220，通常其邊緣距離標(biāo)簽天線邊緣的距離D小于 IOmm時(shí)，就很難獲得理想的單向天線的效果。為此，為了進(jìn)一步縮小整個(gè)天線組件的尺寸，反射體220與天線210的整體尺寸， 以下實(shí)施例給出了更優(yōu)的反射體結(jié)構(gòu)。實(shí)施例二 由于天線的結(jié)構(gòu)并非本發(fā)明的關(guān)鍵，故，此處為了清楚起見，省略了天線，而只給出了反射體的結(jié)構(gòu)。請(qǐng)參考圖3，該天線組件同樣包括天線和反射體320，其與實(shí)施例一的區(qū)別在于， 反射體320由矩形反射體換成一側(cè)月牙形反射體，即該反射體320靠近天線的一側(cè)邊緣為弧形。由于其中間凹陷，可在保持反射體320邊緣和天線邊緣的平均距離大致不變的情況下，使反射體與天線的總寬度減少，從而達(dá)到減少天線組件總尺寸的效果。例如，本實(shí)施例的天線組件相對(duì)實(shí)施例一的天線組件，總寬度減少了約15mm。實(shí)施例三請(qǐng)參考圖4，該天線組件同樣包括天線310和反射體320，該反射體320的一側(cè)具有鏤空結(jié)構(gòu)330。然而本發(fā)明不以此為限。反射體上增加鏤空結(jié)構(gòu)的主要功能是增加反射體的等效分布電感，以調(diào)節(jié)并改善反射電磁波與天線本身發(fā)出的電磁波的疊加情況，從而保證以更小的標(biāo)簽尺寸得到與大尺寸標(biāo)簽類似的單向天線效果。鏤空結(jié)構(gòu)330的位置在反射體320靠近天線的一側(cè)，為狹長(zhǎng)的條狀，方向與該側(cè)的反射體320邊緣基本平行。狹長(zhǎng)條狀鏤空的寬度、以及它到邊緣的距離應(yīng)小于反射體的平均寬度，具體，鏤空寬度加距邊緣距離之和至少小于反射體最窄寬度的1/2，以避免鏤空結(jié)構(gòu)對(duì)反射體的其他特性造成嚴(yán)重影響。狹長(zhǎng)條狀鏤空的長(zhǎng)度是影響鏤空結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的等效分布電感的主要參數(shù)，應(yīng)根據(jù)具體使用的標(biāo)簽天線類型、反射體到天線的距離來(lái)調(diào)整長(zhǎng)度，以使其得到理想的單向天線效果。鏤空結(jié)構(gòu)330在反射體320靠近天線310 —側(cè)的邊緣上有開口 331。開口 331位置任意，開口 331的寬度也能影響鏤空結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的等效分布電感，應(yīng)根據(jù)具體使用的標(biāo)簽天線類型、反射體到天線的距離來(lái)進(jìn)行調(diào)整，以使其得到理想的單向天線效果。另外，反射體320上的鏤空結(jié)構(gòu)330的數(shù)量任意，分布位置應(yīng)遵循均勻分布和對(duì)稱分布的原則。具體，例如當(dāng)反射體為矩形時(shí)，鏤空結(jié)構(gòu)可以設(shè)置在矩形的一長(zhǎng)邊側(cè)，且其中心位于矩形對(duì)稱軸上。具體如以下實(shí)施例實(shí)施例四由于天線的結(jié)構(gòu)并非本實(shí)用新型的關(guān)鍵，故，此處為了清楚起見，省略了天線，而只給出了反射體的結(jié)構(gòu)。如圖5所示，該反射體420為矩形，其寬度在4mm以上，例如為8mm至20mm。鏤空結(jié)構(gòu)430位于其長(zhǎng)邊的一側(cè)，其中心位于矩形的對(duì)稱軸上，且沿矩形長(zhǎng)邊向兩側(cè)延伸。當(dāng)然，這只是一種實(shí)例，鏤空結(jié)構(gòu)也可以包括多個(gè)，相對(duì)于矩形的對(duì)稱軸對(duì)稱設(shè)置。例如，鏤空結(jié)構(gòu)為兩個(gè)，對(duì)稱設(shè)置于矩形對(duì)稱軸的兩側(cè)；鏤空結(jié)構(gòu)為奇數(shù)個(gè)(例如，三個(gè))，其中一個(gè)中心位于矩形對(duì)稱軸上，另外對(duì)稱分布于矩形對(duì)稱軸兩側(cè)；鏤空結(jié)構(gòu)為偶數(shù)個(gè)(例如，兩個(gè))對(duì)稱分布于矩形對(duì)稱軸兩側(cè)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要選擇，本實(shí)用新型不做任何限制。同樣的，實(shí)施例二中的鏤空結(jié)構(gòu)也可以按照這樣的方式設(shè)置。另外，需要說明的是，實(shí)施例二中的反射體320 —側(cè)為月牙形，然而本實(shí)用新型不以此為限。具體，只要反射體中心具有凹陷，即反射體為軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)，且從對(duì)稱軸向兩側(cè)，反射體的寬度增加即可，具體應(yīng)用時(shí)，即反射體靠近天線的一側(cè)從兩側(cè)向中間，距離天線的距離增加。該增加可以是逐漸增加，也可以后段增加。另外，以上邊緣凹陷僅在反射體的一側(cè)形成，本實(shí)用新型對(duì)另一側(cè)的結(jié)構(gòu)不做任何限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置，較為方便的仍為直線型結(jié)構(gòu)，當(dāng)然也可以為對(duì)應(yīng)的凹陷、或者凸起結(jié)構(gòu)。以下實(shí)施例給出了另一種反射體實(shí)現(xiàn)形態(tài)。實(shí)施例五如圖6所示，該反射體520從對(duì)稱軸向兩側(cè)，反射體520的寬度先保持不變，而后逐漸增加，且該增加為線性增加。即反射體520的一側(cè)邊緣為無(wú)長(zhǎng)底邊的等腰梯形。當(dāng)然， 本實(shí)用新型不以此為限，以上增加也可以不是線性增加，增加段的邊緣也可以是弧形。另外，反射體520的對(duì)稱軸處的寬度為4mm以上，邊緣寬度大于對(duì)稱軸處的寬度， 例如對(duì)稱軸處的寬度為8mm以上，邊緣寬度為15mm以上。以滿足天線單向特性對(duì)反射體寬度的需求。從圖中還可以看出，該反射體520還具有鏤空結(jié)構(gòu)530。然而本實(shí)用新型不以此為限。該鏤空結(jié)構(gòu)530包括三個(gè)，其中一個(gè)中心位于反射體520的對(duì)稱軸上，另外兩個(gè)對(duì)稱分布于反射體250對(duì)稱軸兩側(cè)，具體位于等腰梯形兩邊與底邊的交界處兩側(cè)。然而，本實(shí)用新型不以此為限，鏤空結(jié)構(gòu)可以根據(jù)需要任意設(shè)置，只要遵循均勻分布和對(duì)稱分布的原則即可?？梢?，本實(shí)用新型以上實(shí)施例利用反射體來(lái)抵消天線一個(gè)方向上的輻射信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)天線的單向特性，且該天線與反射體均為平面結(jié)構(gòu)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了平面單向天線，有利于其于圖書管理等方面的應(yīng)用。具體，利用加寬的反射體來(lái)實(shí)現(xiàn)，可以明顯降低天線單向性能對(duì)頻率的依賴性，使其在較大的頻率范圍內(nèi)保持單向特性。在900MHz附近的UHF RFID 工作頻段，4mm以上的反射體寬度可以保證IOOMHz以上的頻率適應(yīng)范圍(天線前后方增益相差6dB以上)。至于頻率適用范圍的具體起止頻率值，可通過調(diào)節(jié)反射體到類雙極子天線的距離、以及反射體的長(zhǎng)度來(lái)進(jìn)行調(diào)整。進(jìn)一步的，本實(shí)用新型較佳實(shí)施例利用寬度從中心向兩側(cè)變化的反射體來(lái)改進(jìn)以上天線與反射體的整體尺寸要求。具體，利用一側(cè)中間凹陷的反射體，可在保持反射體邊緣和天線邊緣的平均距離大致不變的情況下，使反射體與天線的總寬度減少，從而達(dá)到減少標(biāo)簽總尺寸的效果。另外，本實(shí)用新型較佳實(shí)施例在反射體上設(shè)置鏤空結(jié)構(gòu)，來(lái)增加反射體的等效分布電感，以調(diào)節(jié)并改善反射電磁波與天線本身發(fā)出的電磁波的疊加情況，從而在更小的標(biāo)簽尺寸小得到與大尺寸標(biāo)簽類似的單向天線效果。相應(yīng)的，本實(shí)用新型一實(shí)施例還提供一種平面單向天線實(shí)現(xiàn)方法，即在天線的一側(cè)設(shè)置反射體，且該反射體在垂直天線方向上具有一定的寬度。具體，該反射體在垂直于天線方向上的寬度在4mm以上。加寬反射體的寬度(即加大垂直于類雙極子天線方向的尺寸)可以明顯降低天線單向性能對(duì)頻率的依賴性，使其在較大的頻率范圍內(nèi)保持單向特性。在900MHz附近的UHF RFID工作頻段，4mm以上的反射體寬度可以保證IOOMHz以上的頻率適應(yīng)范圍(天線前后方增益相差6dB以上)。至于頻率適用范圍的具體起止頻率值，可通過調(diào)節(jié)反射體到類雙極子天線的距離、以及反射體的長(zhǎng)度來(lái)進(jìn)行調(diào)整。另外，反射體與天線之間的距離沒有明顯的范圍值，當(dāng)反射體越來(lái)越靠近天線時(shí)，前后增益差會(huì)越來(lái)越小，適用頻率范圍(即前后增益差大于某個(gè)特定閾值的頻段)越來(lái)越窄，且增益差、頻率范圍這兩個(gè)參數(shù)對(duì)周邊環(huán)境越來(lái)越敏感(即周邊的物體移動(dòng)或材質(zhì)改變時(shí)，可能引起這兩個(gè)參數(shù)急劇變化)。對(duì)于矩形加寬反射體，通常其邊緣距離標(biāo)簽天線邊緣小于IOmm時(shí)，就很難獲得理想的單向天線的效果。在換成一側(cè)中間凹陷的反射體后，由于其中間凹陷，可在保持反射體邊緣和標(biāo)簽天線邊緣的平均距離大致不變的情況下，使反射體與天線的總寬度減少，從而達(dá)到減少標(biāo)簽總尺寸的效果。例如，一側(cè)為月牙形的反射體，標(biāo)簽總寬度減少了約15mm。請(qǐng)參考圖7至圖12，其中圖7和圖8分別為普通UHF RFID標(biāo)簽上使用的類雙極子天線無(wú)反射體時(shí)，在920MHz的E平面和F平面的天線模式仿真結(jié)果示意圖；圖9和圖10 分別為在類雙極子天線旁放置加寬反射體(150mm*20mm矩形，距類雙極子天線20mm)時(shí)，在 920MHz的E平面和F平面的天線模式仿真結(jié)果示意圖；圖11和圖12分別為在類雙極子天線旁放置一側(cè)為月牙形邊緣且?guī)хU空結(jié)構(gòu)的反射體時(shí)，在920MHz的E平面和F平面的天線模式仿真結(jié)果示意圖。從圖中可以看出，在添加反射體后，天線模式顯示出明顯的單向特性。同時(shí)利用中間凹陷的反射體與帶鏤空的反射體可以在縮小天線幾何尺寸的情況下，仍然保持相當(dāng)?shù)膯蜗蛱匦浴Ｒ陨巷@示和描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型的范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求的保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。
9
權(quán)利要求1.一種平面反射體，用于天線的一側(cè)，使天線具有單向特性，其特征是，該反射體在垂直于天線方向上具有一定的寬度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面反射體，其特征是，所述反射體在垂直于天線方向上的寬度在4mm以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的平面反射體，其特征是，所述反射體在垂直于天線方向上的寬度在20mm以下。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面反射體，其特征是，所述天線為類雙極子天線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面反射體，其特征是，所述反射體為矩形，其長(zhǎng)邊沿天線方向。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的平面反射體，其特征是，所述反射體在垂直于天線方向上，距離天線的最小距離在IOmm以上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面反射體，其特征是，所述反射體的一側(cè)具有鏤空結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面反射體，其特征是，所述反射體為軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)，且從對(duì)稱軸向兩側(cè)，反射體的寬度增加。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的平面反射體，其特征是，從對(duì)稱軸向兩側(cè)，所述反射體的寬度逐漸增加。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的平面反射體，其特征是，所述反射體的一側(cè)為弧形。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面反射體，其特征是，所述反射體的材質(zhì)為箔。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種平面反射體，用于天線的一側(cè)，使天線具有單向特性，該反射體在垂直于天線方向上具有一定的寬度。加寬反射體的寬度(即加大垂直于類雙極子天線方向的尺寸)可以明顯降低天線單向性能對(duì)頻率的依賴性，使其在較大的頻率范圍內(nèi)保持單向特性。在900MHz附近的UHF RFID工作頻段，4mm以上的反射體寬度可以保證100MHz以上的頻率適應(yīng)范圍(天線前后方增益相差6dB以上)。
文檔編號(hào)H01Q15/16GK202282462SQ20112039558
公開日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月17日
發(fā)明者董培良 申請(qǐng)人:上海華虹計(jì)通智能系統(tǒng)股份有限公司