專(zhuān)利名稱(chēng)：用于雙頻讀卡器的天線裝置和雙頻讀卡器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及天線技術(shù)，特別是一種用于雙頻讀卡器的天線裝置和雙頻讀卡
O
背景技術(shù)：
微帶天線是通過(guò)在有金屬導(dǎo)體接地板的介質(zhì)基板上附加導(dǎo)體薄片而產(chǎn)生的天線， 其中，可以在導(dǎo)體薄片與接地板之間產(chǎn)生射頻電磁場(chǎng)，使射頻電磁場(chǎng)通過(guò)導(dǎo)體薄片四周與接地板之間的縫隙向外發(fā)散。通常，微帶天線的介質(zhì)基片厚度遠(yuǎn)小于對(duì)應(yīng)的諧振頻率的波長(zhǎng)，因此可以大大降低無(wú)線通訊裝置的體積。剖面低、體積小、成本低、加工工藝簡(jiǎn)單等這些微帶天線的特點(diǎn)，也是本實(shí)用新型的特點(diǎn)。微帶天線同時(shí)具有可形變、易附于印刷電路和電源電路形成單一元件、產(chǎn)生均勻或多波束的輻射場(chǎng)型等優(yōu)點(diǎn)，但也具有頻帶窄、因介質(zhì)損耗而降低輻射頻率、 應(yīng)用功率小等缺點(diǎn)。因此，目前微帶天線的小型化、寬頻帶、高增益、場(chǎng)型重塑等成為研究微點(diǎn)天線的重要熱點(diǎn)課題。在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中，射頻識(shí)別技術(shù)可以分為有源射頻識(shí)別和無(wú)源射頻識(shí)別兩類(lèi)，其中900M和2. 4G是典型應(yīng)用頻段，兩者各有優(yōu)勢(shì)，可以實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)，采用微帶天線技術(shù)可以充分發(fā)揮微帶天線的優(yōu)勢(shì)，將兩者有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，相互獨(dú)立而互不影響兩個(gè)頻段天線的性能。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的實(shí)施例提供一種用于雙頻讀卡器的天線裝置和雙頻讀卡器，能夠進(jìn)行雙頻讀卡而不會(huì)發(fā)生信號(hào)相互干擾。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供一種用于雙頻讀卡器的天線裝置，包括底板 11 ；和處于該底板11同側(cè)的分開(kāi)的第一和第二天線單元，其中，所述第一天線單元包括兩個(gè)第一天線輻射片1，其與所述底板11分開(kāi)并具有用于直流接地的第一接地端3 ；以等幅同相饋電方式對(duì)稱(chēng)連接在所述兩個(gè)第一天線輻射片1 之間并具有第一天線饋電端的第一天線饋電結(jié)構(gòu)2 ；和連接到所述第一天線饋電端的第一射頻座4 ；所述第二天線單元包括第二天線輻射片5，其在所述兩個(gè)第一天線輻射片1之間與這兩個(gè)第一天線輻射片1分開(kāi)相等距離，并與所述底板11分開(kāi)，且具有第二天線饋電端 6和用于直流接地的第二接地端7 ；和連接到所述第二天線饋電端6的第二射頻座。較佳地，在本實(shí)用新型的各實(shí)施例中，所述天線裝置進(jìn)一步包括金屬天線擋條8，其固定到所述底板11并具有擋壁，所述擋壁位于所述第一天線饋電結(jié)構(gòu)2與所述第二天線輻射片5之間并朝向所述底板11的安裝有所述第一天線單元和第二天線單元的一側(cè)突出；禾口/ 或[0012]所述底板11包括從其至少一個(gè)邊緣延伸的底板折邊，且所述底板折邊朝向所述底板11的安裝有所述第一天線單元和第二天線單元的一側(cè)彎折；禾口/ 或所述第一天線饋電結(jié)構(gòu)2是饋電條，包括固定到所述底板11的表面上的縱向主體，和分別從該縱向主體的相反端延伸以分別連接到所述兩個(gè)第一天線輻射片1的兩個(gè)支撐部分，所述支撐部分從所述縱向主體垂直彎折后再轉(zhuǎn)為平行于所述縱向主體延伸。較佳地，在本實(shí)用新型的各實(shí)施例中，所述金屬天線擋條8具有固定到所述底板11上的擋條固定部分，所述擋條固定部分和所述擋壁形成L形截面形狀；和/ 或所述底板折邊垂直于所述底板11的表面而彎折；禾口/ 或所述饋電條在所述兩個(gè)第一天線輻射片1之間的總長(zhǎng)度為205_211mm或 211-215mm,寬度為4. 8-5. Omm或5. 0-5. 2mm，從所述底板11的表面向上凸起的厚度為 0. 8-1. Omm 或 1. 0-1. 2mm。較佳地，在本實(shí)用新型的各實(shí)施例中，所述第一天線輻射片1為矩形；和/或所述第二天線輻射片5為矩形。較佳地，在本實(shí)用新型的各實(shí)施例中，所述第二天線輻射片5的幾何中心與所述金屬天線擋條8的擋壁之間的距離等于所述第二天線輻射片5的幾何中心與所述底板11的下邊緣之間的距離，其中所述底板11 的下邊緣與所述金屬天線擋條8的擋壁分別在所述第二天線輻射片5的相反側(cè)。較佳地，在本實(shí)用新型的各實(shí)施例中，所述第一天線輻射片1與所述底板11的表面之間的距離為1.8-2. Omm或 2. 0-2. 2mm ；和/ 或所述第一天線輻射片1的第一接地端3在所述第一天線輻射片1的幾何中心處；和/ 或每個(gè)所述第一天線輻射片1具有第一天線連接端，所述第一天線饋電結(jié)構(gòu)2連接在所述兩個(gè)所述第一天線連接端之間，所述兩個(gè)所述第一天線連接端相對(duì)于所述饋電結(jié)構(gòu) 2的中心對(duì)稱(chēng)，且所述第一天線連接端與所述第一天線接地端3相距4-5mm或5_6mm ；禾P/或所述第一天線饋電結(jié)構(gòu)2的第一天線饋電端在所述第一天線饋電結(jié)構(gòu)2的幾何中心處；和/ 或所述第二天線輻射片5與所述底板11的表面之間的距離為1.8-2. Omm或 2. 0-2. 2mm ；和/ 或所述第二天線輻射片5的第二接地端7在所述第二天線輻射片5的幾何中心處；和/ 或[0038]所述第二天線輻射片5的第二天線饋電端6與第二接地端7相距11. 5-12. 5mm或 12. 5-13. 5mm。較佳地，在本實(shí)用新型的各實(shí)施例中，所述的天線裝置進(jìn)一步包括絕緣支柱10，其安裝在或延伸自所述底板11的表面以將所述第一天線輻射片1和 /或所述第二天線輻射片5支撐為與所述底板11的表面分開(kāi)；禾P/或被填充在第一天線輻射片1與所述底板11的表面之間和/或在所述第二天線輻射片5與所述底板11的表面之間的環(huán)氧布層或聚四氟乙烯介質(zhì)板。較佳地，在本實(shí)用新型的各實(shí)施例中，所述第一天線輻射片1具有線極化天線結(jié)構(gòu)，或水平極化天線結(jié)構(gòu)，或垂直極化天線結(jié)構(gòu)，或圓極化天線結(jié)構(gòu)；和/ 或所述第二天線輻射片5具有線極化天線結(jié)構(gòu)或圓極化天線結(jié)構(gòu)或偶極子天線結(jié)構(gòu)或皮法(PIFA)天線結(jié)構(gòu)或鞭狀天線結(jié)構(gòu)或單元天線結(jié)構(gòu)，和/或所述第二天線輻射片5包括FR4基板單面印刷電路板，和/或所述第二天線輻射片5具有保護(hù)膜。較佳地，在本實(shí)用新型的各實(shí)施例中，所述第一射頻座和/或第二射頻座設(shè)置在所述底板11的與所述第一天線單元和第二天線單元相反的側(cè)上；禾P/或所述第一射頻座和/或第二射頻座包括SMA型、SMB型、TNC型、N型射頻連接器中的至少一種。根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，提供一種雙頻讀卡器，包括如前所述的天線裝置；具有第一工作頻率的第一讀卡模塊，其通過(guò)所述第一射頻座而連接到所述第一天線單元的第一天線饋電結(jié)構(gòu)2;具有與所述第一工作頻率不同的第二工作頻率的第二讀卡模塊，其通過(guò)所述第二射頻座而連接到所述第二天線單元的第二天線饋電端6。通過(guò)本實(shí)用新型的實(shí)施例提供的用于雙頻讀卡器的天線裝置和雙頻讀卡器，能夠進(jìn)行雙頻讀卡而不會(huì)發(fā)生信號(hào)相互干擾。

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，以下將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，以下描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖所示實(shí)施例得到其它的實(shí)施例及其附圖。圖Ia和Ib分別是根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的用于雙頻讀卡器的天線裝置的側(cè)視圖和俯視圖。圖2是根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的第一天線輻射片的示意圖。[0061]圖3a和北是根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的第一天線饋電結(jié)構(gòu)的示意圖。圖4是根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的第二天線輻射片的示意圖。圖5是根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的底板的示意圖。
具體實(shí)施方式
以下將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型各實(shí)施例的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然， 所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所得到的所有其它實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型所保護(hù)的范圍。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供一種用于雙頻讀卡器的天線裝置，包括底板； 和處于該底板同側(cè)的分開(kāi)的第一和第二天線單元，其中，所述第一天線單元包括兩個(gè)第一天線輻射片，其與所述底板分開(kāi)并具有用于直流接地的第一接地端；以等幅同相饋電方式對(duì)稱(chēng)連接在所述兩個(gè)第一天線輻射片之間并具有第一天線饋電端的第一天線饋電結(jié)構(gòu)；和連接到所述第一天線饋電端的第一射頻座；所述第二天線單元包括第二天線輻射片，其在所述兩個(gè)第一天線輻射片之間與這兩個(gè)第一天線輻射片分開(kāi)相等距離，并與所述底板分開(kāi)，且具有第二天線饋電端和用于直流接地的第二接地端；和連接到所述第二天線饋電端的第二射頻座。圖Ia和Ib分別是根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的用于雙頻讀卡器的天線裝置的側(cè)視圖和俯視圖。在如圖Ia和Ib所示的實(shí)施例中，用于雙頻讀卡器的天線裝置可包括底板 11 ；和處于該底板11同側(cè)的分開(kāi)的第一和第二天線單元，其中，所述第一天線單元包括兩個(gè)第一天線輻射片1，其與所述底板11分開(kāi)并具有用于直流接地的第一接地端3 ；以等幅同相饋電方式對(duì)稱(chēng)連接在所述兩個(gè)第一天線輻射片1 之間并具有第一天線饋電端的第一天線饋電結(jié)構(gòu)2 ；和連接到所述第一天線饋電端的第一射頻座4 ；所述第二天線單元包括第二天線輻射片5，其在所述兩個(gè)第一天線輻射片1之間與這兩個(gè)第一天線輻射片1分開(kāi)相等距離，并與所述底板11分開(kāi)，且具有第二天線饋電端 6和用于直流接地的第二接地端7 ；和連接到所述第二天線饋電端6的第二射頻座。由此，第一天線單元中的兩個(gè)第一天線輻射片1(圖Ib中顯示為矩形)以等幅同相饋電方式通過(guò)第一天線饋電結(jié)構(gòu)2 (圖Ib中顯示為饋電條)對(duì)稱(chēng)連接，而第二天線單元的第二天線輻射片5處于兩個(gè)第一天線輻射片1之間，兩個(gè)第一天線輻射片1和一個(gè)第二天線輻射片5均與底板11分開(kāi)適合距離以實(shí)現(xiàn)以空氣作為介質(zhì)的空氣微帶結(jié)構(gòu)。第一天線單元的第一天線饋電端(圖Ib中顯示處于第一天線饋電結(jié)構(gòu)2的幾何中心處)和第二天線單元的第二天線饋電端6可通過(guò)相應(yīng)的第一和第二射頻座連接到相應(yīng)讀卡模塊以實(shí)現(xiàn)天線信號(hào)收發(fā)。這樣，通過(guò)處于不同工作頻率范圍的第一天線單元和第二天線單元，能夠方便地實(shí)現(xiàn)雙頻讀卡功能，而不會(huì)產(chǎn)生相互干擾。優(yōu)選地，第一天線單元的第一接地端3和第二天線單元的第二接地端7可利用接地探針實(shí)現(xiàn)直流接地。優(yōu)選地，第二天線單元的第二天線饋電端6可利用同軸探針饋電技術(shù)實(shí)現(xiàn)饋電。 不過(guò)，根據(jù)需要，第二天線饋電端6也可采用微帶線饋電方式。[0074]應(yīng)理解，雖然在圖Ib中顯示出第一天線單元包括由兩個(gè)第一天線輻射片1構(gòu)成的二元天線陣，不過(guò)，根據(jù)需要也可采用包括三個(gè)或更多個(gè)第一天線輻射片的三元或更多元天線陣。雖然在本實(shí)用新型的實(shí)施例中可采用等幅同相饋電方式實(shí)現(xiàn)饋電，不過(guò)，根據(jù)需要也可采用其它饋電方式，例如，等幅不同相或者不等幅不同相的饋電方式。較佳地，在本實(shí)用新型的各實(shí)施例中，所述天線裝置進(jìn)一步包括金屬天線擋條 8，其固定到所述底板11并具有擋壁，所述擋壁位于所述第一天線饋電結(jié)構(gòu)2與所述第二天線輻射片5之間并朝向所述底板11的安裝有所述第一天線單元和第二天線單元的一側(cè)突出。這樣，金屬天線擋條8 —方面可修整第二天線單元的第二天線輻射片5的輻射，另一方面可降低第二天線輻射片5的背向輻射，并可減少第一天線單元和第二天線單元之間的相互干擾。在圖Ib所示的實(shí)施例中，金屬天線擋條8與例示為饋電條的第一天線饋電結(jié)構(gòu)2 大致平行地延伸。較佳地，在本實(shí)用新型的各實(shí)施例中，所述底板11包括從其至少一個(gè)邊緣延伸的底板折邊，且所述底板折邊朝向所述底板11的安裝有所述第一天線單元和第二天線單元的一側(cè)彎折。底板折邊可被設(shè)置在底板11的一個(gè)或多個(gè)邊緣處，在圖Ib所示實(shí)施例中，在上、下、左邊緣均設(shè)置有普通底板折邊，例如底板折邊19，并在右邊緣設(shè)置有專(zhuān)用折邊9，這一方面有利于生產(chǎn)組裝，另一方面也有利于降低天線的背向輻射。應(yīng)理解，底板折邊9根據(jù)需要(例如根據(jù)在其拆裝或使用時(shí)與其它部件的配合要求)可在形狀上進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整， 因而與普通的底板折邊19有所不同。在圖Ia所示實(shí)施例中，優(yōu)選地底板折邊19的彎折長(zhǎng)度可與底板11的厚度大致相等。在圖5所示實(shí)施例中顯示出底板11上的一種結(jié)構(gòu)布局方案。較佳地，在本實(shí)用新型的各實(shí)施例中，所述第一天線饋電結(jié)構(gòu)2是饋電條，包括 固定到所述底板11的表面上的縱向主體2a，和分別從該縱向主體加的相反端延伸以分別連接到所述兩個(gè)第一天線輻射片1的兩個(gè)支撐部分2b，所述支撐部分2b從所述縱向主體加垂直彎折后再轉(zhuǎn)為平行于所述縱向主體加延伸。在圖Ia所示實(shí)施例中，饋電條以例示為水平延伸的縱向主體加固定到底板11表面上，并在左右兩端分別以支撐部分2b將兩個(gè)第一天線輻射片1向上支撐以與底板11分開(kāi)，其中，支撐部分2b從縱向主體加垂直向上彎折后再轉(zhuǎn)為平行于縱向主體加分別向左右延伸以利于支撐第一天線輻射片1。較佳地，在本實(shí)用新型的各實(shí)施例中，所述金屬天線擋條8具有固定到所述底板 11上的擋條固定部分，所述擋條固定部分和所述擋壁形成L形截面形狀。也就是說(shuō)，在圖 Ib中沿從右向左方向觀看金屬天線擋條8時(shí)，可見(jiàn)L形截面形狀，這種L形截面形狀一方面有利于生產(chǎn)組裝，另一方面也有利于降低天線的背向輻射。較佳地，在本實(shí)用新型的各實(shí)施例中，所述底板折邊垂直于所述底板11的表面而彎折。這一方面有利于生產(chǎn)組裝，另一方面也有利于降低天線的背向輻射。較佳地，在本實(shí)用新型的各實(shí)施例中，所述饋電條在所述兩個(gè)第一天線輻射片1 之間的總長(zhǎng)度為205-21 Imm或211_215mm，寬度為4. 8-5. Omm或5. 0-5. 2mm,從所述底板11 的表面向上凸起的厚度為0. 8-1. Omm或1. 0-1. 2mm。較佳地，在本實(shí)用新型的各實(shí)施例中，所述第一天線輻射片1為矩形；和/或所述第二天線輻射片5為矩形。在圖Ib所示實(shí)施例中，第一天線輻射片1和第二天線輻射片5均為矩形。這有利于制造和組裝定位。較佳地，在本實(shí)用新型的各實(shí)施例中，所述第二天線輻射片5的幾何中心與所述金屬天線擋條8的擋壁之間的距離等于所述第二天線輻射片5的幾何中心與所述底板11 的下邊緣之間的距離，其中所述底板11的下邊緣與所述金屬天線擋條8的擋壁分別在所述第二天線輻射片5的相反側(cè)(例如在如圖Ib中所示)。較佳地，在本實(shí)用新型的各實(shí)施例中，所述第一天線輻射片1與所述底板11的表面之間的距離為1.8-2. Omm或2. 0-2. 2mm。這樣，可實(shí)現(xiàn)適合微帶結(jié)構(gòu)(例如空氣微帶結(jié)構(gòu))的性能。較佳地，在本實(shí)用新型的各實(shí)施例中，所述第一天線輻射片1的第一接地端3在所述第一天線輻射片1的幾何中心處，如在圖Ib中所示。不過(guò)，在實(shí)際應(yīng)用中，第一接地端3 也從第一天線輻射片1的幾何中心向左或向右偏離以允許距離。較佳地，在本實(shí)用新型的各實(shí)施例中，每個(gè)所述第一天線輻射片1具有第一天線連接端，所述第一天線饋電結(jié)構(gòu)2連接在所述兩個(gè)所述第一天線連接端之間，所述兩個(gè)所述第一天線連接端相對(duì)于所述饋電結(jié)構(gòu)2的中心對(duì)稱(chēng)，且所述第一天線連接端與所述第一天線接地端3相距4-5mm或5_6mm。在圖Ib所示實(shí)施例中，第一天線連接端設(shè)置在所示第一接地端3的上方位置，并分別處于條形第一天線饋電結(jié)構(gòu)2的兩端延長(zhǎng)線上，條形第一天線饋電結(jié)構(gòu)2可分別以?xún)啥藦牡谝惶炀€輻射片1的背側(cè)連接到這兩個(gè)第一天線連接端(在圖Ib中，第一天線饋電結(jié)構(gòu)2的被第一天線輻射片1遮擋的部分未示出)。在圖2中更清楚顯示出第一天線輻射片1的第一天線連接端121，其在圖2中顯示為與第一天線接地端3分開(kāi)一段距離。在圖3a和北所示的實(shí)施例中可見(jiàn)，條形的第一天線饋電結(jié)構(gòu)2具有縱向主體加和在相反兩端的支撐部分2b，第一天線饋電端231設(shè)置在縱向主體加的中心處，而第一天線饋電結(jié)構(gòu)2的在兩端分別支撐兩個(gè)第一天線輻射片1的支撐部分2b的水平延伸部分設(shè)置連接部232以分別連接到相應(yīng)第一天線輻射片1的第一天線連接端121 (例如通過(guò)金屬螺釘或螺栓螺母連接)而實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的支撐功能。較佳地，在本實(shí)用新型的各實(shí)施例中，所述第一天線饋電結(jié)構(gòu)2的第一天線饋電端在所述第一天線饋電結(jié)構(gòu)2的幾何中心處，如在圖Ib中所示。較佳地，在本實(shí)用新型的各實(shí)施例中，所述第二天線輻射片5與所述底板11的表面之間的距離為1.8-2. Omm或2. 0-2. 2mm。這樣，可實(shí)現(xiàn)適合微帶結(jié)構(gòu)(例如空氣微帶結(jié)構(gòu))的性能。較佳地，在本實(shí)用新型的各實(shí)施例中，所述第二天線輻射片5的第二接地端7在所述第二天線輻射片5的幾何中心處，如在圖Ib中所示。較佳地，在本實(shí)用新型的各實(shí)施例中，所述第二天線輻射片5的第二天線饋電端 6與第二接地端7相距11.5-12. 5mm或12. 5-13. 5mm。在圖Ib所示實(shí)施例中，第二接地端 7處于第二天線輻射片5的幾何中心處，第二天線饋電端6處于第二接地端7下方并相距 11. 5-12. 5mm或12. 5-13. 5mm，更清楚地如圖4中所示。較佳地，在本實(shí)用新型的各實(shí)施例中，所述的天線裝置進(jìn)一步包括絕緣支柱10， 其安裝在或延伸自所述底板11的表面以將所述第一天線輻射片1和/或所述第二天線輻射片5支撐為與所述底板11的表面分開(kāi)。在圖Ia所示實(shí)施例中可見(jiàn)，絕緣支柱10實(shí)際上可為一個(gè)或多個(gè)，而且既可為分立的安裝部件也可為集成于底板11的延伸部分，用以確保第一天線輻射片1和/或第二天線輻射片5與底板11的表面分開(kāi)，從而實(shí)現(xiàn)微帶結(jié)構(gòu)(例如空氣微帶結(jié)構(gòu))的性能。較佳地，在本實(shí)用新型的各實(shí)施例中，所述的天線裝置進(jìn)一步包括被填充在第一天線輻射片1與所述底板11的表面之間和/或在所述第二天線輻射片5與所述底板11的表面之間的環(huán)氧布層或聚四氟乙烯介質(zhì)板。這樣，在第一天線輻射片1和/或第二天線輻射片5與底板11之間填充固體介質(zhì)結(jié)構(gòu)，從而形成固體介質(zhì)結(jié)構(gòu)(例如環(huán)氧樹(shù)脂介質(zhì)微帶結(jié)構(gòu)或聚四氟乙烯介質(zhì)微帶結(jié)構(gòu))，這與前述的僅以空氣作為介質(zhì)的空氣微帶結(jié)構(gòu)是不同的。較佳地，在本實(shí)用新型的各實(shí)施例中，所述第一天線輻射片1具有線極化天線結(jié)構(gòu)，或水平極化天線結(jié)構(gòu)，或垂直極化天線結(jié)構(gòu)，或圓極化天線結(jié)構(gòu)。較佳地，在本實(shí)用新型的各實(shí)施例中，所述第二天線輻射片5具有線極化天線結(jié)構(gòu)或圓極化天線結(jié)構(gòu)或偶極子天線結(jié)構(gòu)或皮法(PIFA)天線結(jié)構(gòu)或鞭狀天線結(jié)構(gòu)或單元天線結(jié)構(gòu)。較佳地，在本實(shí)用新型的各實(shí)施例中，所述第二天線輻射片5包括FR4基板單面印刷電路板。較佳地，在本實(shí)用新型的各實(shí)施例中，所述第二天線輻射片5具有保護(hù)膜。較佳地，在本實(shí)用新型的各實(shí)施例中，所述第一射頻座和/或第二射頻座設(shè)置在所述底板11的與所述第一天線單元和第二天線單元相反的側(cè)上。較佳地，在本實(shí)用新型的各實(shí)施例中，所述第一射頻座和/或第二射頻座包括SMA 型、SMB型、TNC型、N型射頻連接器中的至少一種。根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，提供一種雙頻讀卡器，包括如前所述的天線裝置；具有第一工作頻率的第一讀卡模塊，其通過(guò)所述第一射頻座而連接到所述第一天線單元的第一天線饋電結(jié)構(gòu)2;具有與所述第一工作頻率不同的第二工作頻率的第二讀卡模塊，其通過(guò)所述第二射頻座而連接到所述第二天線單元的第二天線饋電端6。通過(guò)本實(shí)用新型的實(shí)施例提供的用于雙頻讀卡器的天線裝置和雙頻讀卡器，能夠進(jìn)行雙頻讀卡而不會(huì)發(fā)生信號(hào)相互干擾。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，提供一種采用空氣介質(zhì)微帶結(jié)構(gòu)的天線裝置，特別是雙頻段的微帶天線裝置，可以將射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)中的無(wú)源和有源技術(shù)兼容在一起，可用于雙頻讀卡器，同時(shí)該天線裝置還具有定向性好、增益高、阻抗匹配良好及尺寸較小等優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型的實(shí)施例提供的雙頻段天線裝置的兩部分(即，第一天線單元或第一天線輻射片，和第二天線單元或第二天線輻射片)是相互獨(dú)立的，可根據(jù)需要單獨(dú)安裝使用，而不相互影響天線性能參數(shù)，因而對(duì)天線裝置生產(chǎn)工藝要求簡(jiǎn)單，使天線裝置性能最優(yōu)化。其中，第一天線單元中的第一天線饋電結(jié)構(gòu)可采用一體化設(shè)計(jì)，從而有利于大批量的生產(chǎn)。在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，針對(duì)目前在射頻識(shí)別領(lǐng)域中的應(yīng)用需求，提供一種用于雙頻讀卡器的天線裝置，可同時(shí)支持無(wú)源和有源兩種射頻識(shí)別(RFID)工作方式。該天線裝置的設(shè)計(jì)基于微帶天線應(yīng)用設(shè)計(jì)理論和時(shí)域有限元法仿真優(yōu)化方法，設(shè)計(jì)天線裝置的輸入阻抗為50 Ω，該天線裝置可由兩部分組成，其中，第一天線單元可包括二元矩形微帶天線陣(例如由圖Ib中所示的兩個(gè)第一天線輻射片構(gòu)成)，工作頻率為920-925ΜΗΖ ；而第二天線單元可采用同軸探針饋電的圓極化單元天線(例如由圖Ib中所示的一個(gè)第二天線輻射片構(gòu)成)，工作頻率在2. 4-2. 5GHz。由此，可實(shí)現(xiàn)雙頻讀卡功能。根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的天線裝置結(jié)構(gòu)巧妙、簡(jiǎn)單，加工工藝要求不高，生產(chǎn)組裝適合生產(chǎn)線流水作業(yè)，天線裝置產(chǎn)品性能參數(shù)穩(wěn)定，生產(chǎn)成本低廉，而且還可內(nèi)置于復(fù)合一體機(jī)內(nèi)使用。在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，提供一種用于雙頻讀卡器的天線裝置，其基于微帶天線應(yīng)用設(shè)計(jì)原理設(shè)計(jì)，并采用有限元法全波電磁仿真技術(shù)優(yōu)化天線參數(shù)性能。其中，天線裝置采用空氣介質(zhì)微帶結(jié)構(gòu)，兩個(gè)端口設(shè)計(jì)輸入阻抗是標(biāo)準(zhǔn)的50 Ω，使用標(biāo)準(zhǔn)SMA射頻座與電路板連接。所述天線裝置可由兩部分組成第一天線單元(包括第一天線輻射片) 和第二天線單元(包括第二天線輻射片)，其中，第一天線單元可包括二元矩形微帶天線陣 (例如由圖Ib中所示的兩個(gè)第一天線輻射片構(gòu)成)，可采用水平極化天線結(jié)構(gòu)，其工作頻率為920-925ΜΗΖ，采用等幅同相饋電技術(shù)壓縮天線在垂直方向的波束寬度，以提高天線的增益；而第二天線單元可包括單元天線(例如由圖Ib中所示的一個(gè)第二天線輻射片構(gòu)成)， 單元天線可采用一定厚度空氣介質(zhì)的矩形微帶天線結(jié)構(gòu)，輸入阻抗按照100 Ω設(shè)計(jì)。第一天線單元和第二天線單元的天線輻射片是金屬板，并可用雙通塑料螺母將輻射片在天線裝置底板上鉚接的螺柱(例如高3mm)上固定。天線裝置底板在天線輻射片中心位置鉚接于螺柱(例如高15mm)，作為天線的直流接地點(diǎn)。在第一天線單元的天線陣中，兩個(gè)輻射片的間距是0. 5-0. 9倍的波長(zhǎng)(即電磁波在微帶介質(zhì)中的波長(zhǎng)，當(dāng)僅采用空氣作為微帶介質(zhì)時(shí)為針對(duì)空氣介質(zhì)的波長(zhǎng))，間距過(guò)大則天線的方向圖出現(xiàn)旁瓣，間距過(guò)小則起不到壓縮波束、 提高增益的效果。優(yōu)選地，根據(jù)天線小型化思想，兩個(gè)輻射片的間距可取為0.6倍波長(zhǎng)。在第一天線單元中的第一天線饋電結(jié)構(gòu)(例如在圖la、lb中所示的第一天線饋電結(jié)構(gòu)2)是本實(shí)用新型的一個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)，可采用金屬條(例如5mm寬Imm厚)設(shè)計(jì)100 Ω的空氣微帶線作為第一天線饋電結(jié)構(gòu)，此時(shí)金屬條下表面距離天線底板上表面一段距離(例如2mm)，第一天線單元的兩個(gè)天線輻射片并聯(lián)后輸入阻抗為50 Ω，實(shí)現(xiàn)第一天線單元輸入阻抗的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。在第一天線饋電結(jié)構(gòu)2的末端垂直彎折然后在水平彎折而與第一天線輻射片1的平面重疊，優(yōu)選地可在第一天線饋電結(jié)構(gòu)上加工出螺紋并用金屬螺釘將兩個(gè)第一天線輻射片與第一天線饋電結(jié)構(gòu)擰緊固定，以完成第一天線單元的饋電設(shè)計(jì)?？稍诘谝惶炀€饋電結(jié)構(gòu)的中心位置開(kāi)孔同時(shí)天線底板相應(yīng)位置開(kāi)孔，形成內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)，將SMA座外導(dǎo)體定在天線底板外，SMA座內(nèi)導(dǎo)體插入第一天線饋電結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的開(kāi)孔中以高溫烙鐵焊接固定。在第二天線單元中，可采用利用切角微擾法實(shí)現(xiàn)圓極化的空氣微帶天線，用探針對(duì)天線饋電，工作頻段為2. 4-2. 5GHz。第二天線單元的第二天線輻射片可為由1. 6mm的FR4基板作襯底的單面PCB板結(jié)構(gòu)，優(yōu)選地可進(jìn)一步形成金屬層(例如覆銅鍍金或形成銅錫層)，起到保護(hù)作用。第二天線單元的第二天線輻射片可利用直流接地柱和探針來(lái)支撐、固定。優(yōu)選地，為了保證第二天線單元的方向圖對(duì)稱(chēng)、減小與第一天線單元之間的相互影響，可在天線底板上設(shè)置一個(gè)用于隔離的天線擋條，同時(shí)還有利于防止第二天線單元的方向圖不對(duì)稱(chēng)。在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，提供一種用于雙頻讀卡器的天線裝置，其由第一天線單元和第二天線單元兩部分構(gòu)成，二者有機(jī)融合在一個(gè)天線底板上。天線底板上有對(duì)應(yīng)的開(kāi)孔、鉚接螺柱和鉚接螺母若干，用于固定天線輻射片。第一天線單元包括兩個(gè)第一天線輻射片、一個(gè)第一天線饋電結(jié)構(gòu)、一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)SMA射頻座、以及相應(yīng)的連接部件(例如，八個(gè)雙通塑料螺母及金屬螺母、墊片、彈墊若干)。首先將SMA射頻座固定在天線底板背面，然后將雙通螺母(例如IOmm)擰在天線底板上，在第一天線單元的直流接地柱(連接第一接地端)上放入塑料墊柱(例如高10mm)，再將第一天線輻射片用塑料螺釘固定在雙通塑料螺母上；將第一天線饋電結(jié)構(gòu)設(shè)置在第一天線輻射片與天線底板之間，并將SMA類(lèi)型的第一射頻座的內(nèi)導(dǎo)體插入第一天線饋電結(jié)構(gòu)的饋電孔內(nèi)，然后在對(duì)應(yīng)的孔位用金屬螺釘將第一天線單元的兩個(gè)第一天線輻射片與第一天線饋電結(jié)構(gòu)擰緊固定在一起，其中，直流接地柱可用金屬螺母擰緊固定。對(duì)于第二天線單元，SMA類(lèi)型第二射頻座固定在天線底板上，將第二天線單元的直流接地柱墊入塑料墊(例如直徑10mm，厚2mm)，設(shè)置第二天線輻射片，用金屬螺母擰緊固定到直流接地柱。然后，分別將第一和第二射頻座的內(nèi)導(dǎo)體和第一天線輻射片、 第二天線輻射片焊接在一起。最后安裝或設(shè)置天線擋條，完成整個(gè)天線裝置的組裝。應(yīng)理解，在第一天線單元和第二天線單元中的第一天線輻射片和第二天線輻射片的尺寸可以根據(jù)需要調(diào)整，以滿(mǎn)足不同頻率范圍的應(yīng)用。在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種用于雙頻讀卡器的天線裝置，可同時(shí)支持無(wú)源和有源兩種射頻識(shí)別(RFID)工作方式。所述天線裝置的設(shè)計(jì)基于微帶天線應(yīng)用設(shè)計(jì)理論和時(shí)域有限元法仿真優(yōu)化方法，其特征包括1)可采用空氣介質(zhì)微帶結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)饋電，具有小型化設(shè)計(jì)，體積小。2)可采用直流接地結(jié)構(gòu)的防雷措施，3)可由第一天線單元和第二天線單元兩部分組成，分別包括第一天線輻射片和第二天線輻射片。4)第一天線單元可包括二元矩形微帶天線陣，其工作頻率可為920-925MHZ。5)第一天線單元中的第一天線輻射片可具有水平極化天線結(jié)構(gòu)。6)第一天線單元中可采用等幅同相饋電技術(shù)。7)第一天線單元中的第一天線饋電部分可采用空氣微帶結(jié)構(gòu)。8)第二天線單元中的第二天線輻射片可具有單元天線結(jié)構(gòu)，其工作頻率可為 2. 4-2. 5GHz。9)第二天線單元中的第二天線輻射片可采用同軸探針饋電技術(shù)。10)第二天線單元中的第二天線輻射片可采用切角微擾法實(shí)現(xiàn)天線圓極化。11)第一天線單元和第二天線單元的輸出阻抗可為50 Ω，并可均采用標(biāo)準(zhǔn)SMA射頻座與后續(xù)的讀卡模塊電路連接以實(shí)現(xiàn)雙頻讀卡功能。在本實(shí)用新型的各實(shí)施例中，均可采用金屬螺紋緊固的方式實(shí)現(xiàn)電連接，而對(duì)于僅需要起到支撐作用的結(jié)構(gòu)則可采用絕緣材料(例如塑料)實(shí)現(xiàn)非導(dǎo)電支撐。根據(jù)本實(shí)用新型各實(shí)施例的用于雙頻讀卡器的天線裝置的有益效果包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)巧妙、簡(jiǎn)單，加工工藝要求不高，便于生產(chǎn)、組裝的生產(chǎn)流水化作業(yè)，天線各部分模塊化獨(dú)立設(shè)計(jì)，可根據(jù)功能需要增減，天線產(chǎn)品性能參數(shù)穩(wěn)定，生產(chǎn)成本低廉，可內(nèi)置于復(fù)合一體機(jī)內(nèi)使用，具有較高的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用價(jià)值。本實(shí)用新型提供的各種實(shí)施例可根據(jù)需要以任意方式相互組合，通過(guò)這種組合得到的技術(shù)方案，也在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)。[0127] 顯然，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍。這樣，倘若對(duì)本實(shí)用新型的這些修改和變型屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實(shí)用新型也包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種用于雙頻讀卡器的天線裝置，其特征在于，包括底板(11)；和處于該底板(11) 同側(cè)的分開(kāi)的第一和第二天線單元，其中，所述第一天線單元包括兩個(gè)第一天線輻射片(1)，其與所述底板(11)分開(kāi)并具有用于直流接地的第一接地端(3)；以等幅同相饋電方式對(duì)稱(chēng)連接在所述兩個(gè)第一天線輻射片(I)之間并具有第一天線饋電端的第一天線饋電結(jié)構(gòu)O)；和連接到所述第一天線饋電端的第一射頻座；所述第二天線單元包括第二天線輻射片(5)，其在所述兩個(gè)第一天線輻射片(1)之間與這兩個(gè)第一天線輻射片(1)分開(kāi)相等距離，并與所述底板(11)分開(kāi)，且具有第二天線饋電端(6)和用于直流接地的第二接地端(7)；和連接到所述第二天線饋電端(6)的第二射頻座。
2.如權(quán)利要求1所述的天線裝置，其特征在于，所述天線裝置進(jìn)一步包括金屬天線擋條(8)，其固定到所述底板(11)并具有擋壁，所述擋壁位于所述第一天線饋電結(jié)構(gòu)(2)與所述第二天線輻射片(5)之間并朝向所述底板(II)的安裝有所述第一天線單元和第二天線單元的一側(cè)突出； 和/或所述底板(11)包括從其至少一個(gè)邊緣延伸的底板折邊，且所述底板折邊朝向所述底板(11)的安裝有所述第一天線單元和第二天線單元的一側(cè)彎折； 和/或所述第一天線饋電結(jié)構(gòu)(2)是饋電條，包括固定到所述底板(11)的表面上的縱向主體，和分別從該縱向主體的相反端延伸以分別連接到所述兩個(gè)第一天線輻射片(1)的兩個(gè)支撐部分，所述支撐部分從所述縱向主體垂直彎折后再轉(zhuǎn)為平行于所述縱向主體延伸。
3.如權(quán)利要求2所述的天線裝置，其特征在于，所述金屬天線擋條(8)具有固定到所述底板(11)上的擋條固定部分，所述擋條固定部分和所述擋壁形成L形截面形狀； 和/或所述底板折邊垂直于所述底板(11)的表面而彎折； 和/或所述饋電條在所述兩個(gè)第一天線輻射片(1)之間的總長(zhǎng)度為205-211mm或211-215mm， 寬度為4. 8-5. Omm或5. 0-5. 2mm，從所述底板(11)的表面向上凸起的厚度為0.8-1. Omm或1.0-1. 2mm。
4.如權(quán)利要求1所述的天線裝置，其特征在于，所述第一天線輻射片(1)為矩形；和/或所述第二天線輻射片( 為矩形。
5.如權(quán)利要求2至4中任一項(xiàng)所述的天線裝置，其特征在于，所述第二天線輻射片(5)的幾何中心與所述金屬天線擋條(8)的擋壁之間的距離等于所述第二天線輻射片( 的幾何中心與所述底板(11)的下邊緣之間的距離，其中所述底板 (11)的下邊緣與所述金屬天線擋條(8)的擋壁分別在所述第二天線輻射片(5)的相反側(cè)。
6.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的天線裝置，其特征在于，所述第一天線輻射片(1)與所述底板(11)的表面之間的距離為1.8-2. Omm或2.0-2. 2mm ；和/或所述第一天線輻射片(1)的第一接地端(3)在所述第一天線輻射片(1)的幾何中心處；和/或每個(gè)所述第一天線輻射片(1)具有第一天線連接端，所述第一天線饋電結(jié)構(gòu)(2)連接在所述兩個(gè)所述第一天線連接端之間，所述兩個(gè)所述第一天線連接端相對(duì)于所述饋電結(jié)構(gòu) (2)的中心對(duì)稱(chēng)，且所述第一天線連接端與所述第一天線接地端C3)相距4-5mm或5-6mm ； 和/或所述第一天線饋電結(jié)構(gòu)(2)的第一天線饋電端在所述第一天線饋電結(jié)構(gòu)(2)的幾何中心處；和/或所述第二天線輻射片(5)與所述底板(11)的表面之間的距離為1.8-2. Omm或 2. 0-2. 2mm ； 和/或所述第二天線輻射片(5)的第二接地端(7)在所述第二天線輻射片(5)的幾何中心處；和/或所述第二天線輻射片(5)的第二天線饋電端(6)與第二接地端(7)相距11. 5-12. 5mm 或 12. 5-13. 5mm。
7.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的天線裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括絕緣支柱(10)，其安裝在或延伸自所述底板(11)的表面以將所述第一天線輻射片(1) 和/或所述第二天線輻射片( 支撐為與所述底板(11)的表面分開(kāi)； 和/或被填充在第一天線輻射片(1)與所述底板(11)的表面之間和/或在所述第二天線輻射片( 與所述底板(11)的表面之間的環(huán)氧布層或聚四氟乙烯介質(zhì)板。
8.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的天線裝置，其特征在于，所述第一天線輻射片(1)具有線極化天線結(jié)構(gòu)，或水平極化天線結(jié)構(gòu)，或垂直極化天線結(jié)構(gòu)，或圓極化天線結(jié)構(gòu)； 和/或所述第二天線輻射片(5)具有線極化天線結(jié)構(gòu)或圓極化天線結(jié)構(gòu)或偶極子天線結(jié)構(gòu)或皮法PIFA天線結(jié)構(gòu)或鞭狀天線結(jié)構(gòu)或單元天線結(jié)構(gòu)，和/或所述第二天線輻射片( 包括FR4基板單面印刷電路板，和/或所述第二天線輻射片(5)具有保護(hù)膜。
9.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的天線裝置，其特征在于，所述第一射頻座和/或第二射頻座設(shè)置在所述底板(11)的與所述第一天線單元和第二天線單元相反的側(cè)上； 和/或所述第一射頻座和/或第二射頻座包括SMA型、SMB型、TNC型、N型射頻連接器中的至少一種。
10. 一種雙頻讀卡器，其特征在于，包括 如權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的天線裝置；具有第一工作頻率的第一讀卡模塊，其通過(guò)所述第一射頻座而連接到所述第一天線單元的第一天線饋電結(jié)構(gòu)⑵；具有與所述第一工作頻率不同的第二工作頻率的第二讀卡模塊，其通過(guò)所述第二射頻座而連接到所述第二天線單元的第二天線饋電端(6)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及天線技術(shù)，特別是一種用于雙頻讀卡器的天線裝置和雙頻讀卡器，能夠進(jìn)行雙頻讀卡而不會(huì)發(fā)生信號(hào)相互干擾。天線裝置包括底板；和處于該底板同側(cè)的分開(kāi)的第一和第二天線單元，其中，第一天線單元包括兩個(gè)第一天線輻射片，其與底板分開(kāi)并具有用于直流接地的第一接地端；以等幅同相饋電方式對(duì)稱(chēng)連接在兩個(gè)第一天線輻射片之間并具有第一天線饋電端的第一天線饋電結(jié)構(gòu)；和連接到第一天線饋電端的第一射頻座；第二天線單元包括第二天線輻射片，其在兩個(gè)第一天線輻射片之間與這兩個(gè)第一天線輻射片分開(kāi)相等距離，并與底板分開(kāi)，且具有第二天線饋電端和用于直流接地的第二接地端；和連接到第二天線饋電端的第二射頻座。
文檔編號(hào)H01Q21/30GK202333144SQ20112047403
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月24日
發(fā)明者吳壁群, 吳永樂(lè), 彭海龍, 王亮, 薛維忠 申請(qǐng)人:北京瑞德艾迪科技有限公司