本發(fā)明涉及一種應用于射頻識別系統(tǒng)寬帶圓極化縫隙天線，可用于2.4GHz射頻識別系統(tǒng)的發(fā)射和接收模塊。

背景技術(shù)：
射頻識別系統(tǒng)(RFID)是一種非接觸的自動識別技術(shù)，其基本原理是利用射頻信號和空間耦合(電感和電磁耦合)傳輸特性，實現(xiàn)對被識別物體的自動識別。作為一項具有廣泛應用前景的技術(shù)，RFID產(chǎn)品近年來已被廣泛應用于社會、經(jīng)濟、國防等眾多領域，在防偽和安全控制、交通管制、物流與庫存管理等方面發(fā)揮了重要的作用，并提升了現(xiàn)代服務業(yè)、生產(chǎn)制造業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生、軍事、郵政等行業(yè)的管理效率和商業(yè)價值。典型的射頻識別系統(tǒng)由閱讀器，標簽和計算機控制終端三部分組成。標簽攜帶有不同的身份信息，該信息通過閱讀器遠距離讀取并傳回計算機控制終端進行統(tǒng)一管理。在RFID系統(tǒng)中，特別是在倉庫管理和物流管理當中，標簽往往放置方位不規(guī)則，一般的閱讀器天線采用單一的天線，且天線極化方式單一，波束覆蓋范圍窄，往往不能滿足對所有不規(guī)則放置的物資標簽進行無盲區(qū)管控和區(qū)域控制管理。為解決上述問題，本發(fā)明提出一種寬帶圓極化天線，該天線具有較寬的圓極化帶寬和良好的輻射方向圖，顯著提高系統(tǒng)的性能，其平面結(jié)構(gòu)易于和其它載體共形。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是要提供一種應用于射頻識別系統(tǒng)寬帶圓極化縫隙天線。為達到上述目的，本發(fā)明是按照以下技術(shù)方案實施的：一種應用于射頻識別系統(tǒng)寬帶圓極化縫隙天線，包括介質(zhì)基板、金屬接地板、共面波導傳輸線和SMA接頭，金屬接地板覆在介質(zhì)基板上，SMA接頭設置于金屬接地板的一邊，所述金屬接地板左下角設置有“I”型切角；所述的金屬接地板中部開設有“U”形微帶縫隙，“U”形微帶縫隙下部連接兩條共面波導傳輸線，兩條共面波導傳輸線中間留有金屬接地板的金屬條帶，所述的金屬條帶的一端與SMA接頭連接。進一步，所述的“U”形微帶縫隙由不等寬的水平縫隙和兩個相同的垂直縫隙組成，水平縫隙的不等寬結(jié)構(gòu)由兩個尺寸不同的矩形縫隙組成，尺寸的不同用以產(chǎn)生圓極化波；兩個垂直縫由相同的尺寸的矩形組成，兩個垂直縫分別和水平縫隙的兩端聯(lián)通形成“U”形微帶縫隙。作為優(yōu)選，所述的金屬條帶由一水平金屬條帶和一垂直金屬條帶構(gòu)成，水平金屬條帶和垂直金屬條帶成倒“L”形，水平金屬條帶伸入“U”形縫隙與金屬接地板短路，垂直金屬條帶末端與SMA接頭連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：1、由于采用了共面波導傳輸線饋電的“U”形微帶縫隙和具有“I”形切角的金屬接地板結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了天線的寬頻帶圓極化特性，相比于已有圓極化天線具有較寬圓極化帶寬。本發(fā)明天線結(jié)構(gòu)簡單，容易加工。2、本發(fā)明的共面波導傳輸線、“U”形微帶縫隙和金屬地板印制在介質(zhì)基板的一側(cè)，實現(xiàn)了天線的平面化，利于天線與載體的共形。附圖說明圖1是本發(fā)明的俯視圖；圖2是本發(fā)明的主視圖；圖3是本發(fā)明的“U”形微帶縫隙的結(jié)構(gòu)圖；圖4是本發(fā)明天線的回波損耗曲線圖；圖5是本發(fā)明在主輻射方向軸比隨頻率變化曲線圖；圖6是本發(fā)明在主輻射方向右旋圓極化增益隨頻率變化曲線圖；圖7是是本發(fā)明工作在2.3GHz時的H面右旋圓極化和左旋圓極化方向圖；圖8是本發(fā)明天線工作在2.4GHz時的H面右旋圓極化和左旋圓極化方向圖；圖9是本發(fā)明天線工作在2.5GHz時的H面右旋圓極化和左旋圓極化方向圖；圖中：1、介質(zhì)基板；2、金屬接地板；21、“I”型切角；3、共面波導傳輸線；31、水平金屬條帶；32、垂直金屬條；4、“U”形微帶縫隙；41、水平縫隙；42、垂直縫隙；5、SMA接頭。具體實施方式下面結(jié)合附圖以及具體實施例對本發(fā)明作進一步描述，在此發(fā)明的示意性實施例以及說明用來解釋本發(fā)明，但并不作為對本發(fā)明的限定。如圖1、圖2所示，一種應用于射頻識別系統(tǒng)寬帶圓極化縫隙天線，包括介質(zhì)基板1、金屬接地板2、共面波導傳輸線3和SMA接頭5，金屬接地板2覆在介質(zhì)基板1上，SMA接頭5設置于金屬接地板2的一邊，所述金屬接地板2左下角設置有“I”型切角21；所述的金屬接地板2中部開設有“U”形微帶縫隙4，“U”形微帶縫隙4下部連接兩條共面波導傳輸線3，兩條共面波導傳輸線3中間留有金屬接地板的金屬條帶，所述的金屬條帶的一端與SMA接頭5連接。如圖3所示，所述的“U”形微帶縫隙4由不等寬的水平縫隙41和兩個相同的垂直縫隙42組成，水平縫隙41的不等寬結(jié)構(gòu)由兩個尺寸不同的矩形縫隙組成，尺寸的不同用以產(chǎn)生圓極化波；兩個垂直縫42由相同的尺寸的矩形組成，兩個垂直縫42分別和水平縫隙41的兩端聯(lián)通形成“U”形微帶縫隙4，天線圓極化的中心頻率主要由“U”形微帶縫隙4的周長決定。作為優(yōu)選，所述的金屬條帶由一水平金屬條帶31和一垂直金屬條帶32構(gòu)成，水平金屬條帶31和垂直金屬條帶32成倒“L”形，水平金屬條帶31伸入“U”形縫隙與金屬接地板2短路，垂直金屬條帶32末端與SMA接頭5連接。一種實施例，介質(zhì)基板1是一層相對介電常數(shù)為4.4的FR4材料板，材料板的長度為44毫米，寬度為44毫米，高度為1毫米；介質(zhì)基板1頂層印刷金屬接地板2，金屬接地板2長度為44毫米，寬度為44毫米，金屬接地板2左下角切去長為20毫米，寬為4毫米的“I”形切角21。在介質(zhì)基板1頂層金屬接地板2上刻蝕共面波導傳輸線3和“U”形微帶縫隙4。共面波導傳輸線3中心金屬條帶的水平帶條31長為20毫米，寬為1毫米；垂直帶條32長為25毫米，寬為2.2毫米，垂直帶條32和兩側(cè)金屬接地板2分別相距0.8毫米?！癠”形微帶縫隙4的水平縫隙41由一長為18.1毫米，寬4毫米的窄縫和一長為16.9毫米，寬為7毫米的寬縫組成；兩個垂直縫隙42尺寸相同，均長為5毫米，寬為3毫米。介質(zhì)基板1頂層印制金屬接地板2，在金屬接地板2左下角切“I”形切角21，并刻蝕共面波導傳輸線3和“U”形微帶縫隙4，尺寸如上所述，最后將SMA接頭5的內(nèi)芯焊接在共面波導傳輸線3上，SMA接頭5的外皮焊接到金屬接地板2上，完成本發(fā)明的應用于射頻識別系統(tǒng)寬帶圓極化縫隙天線的制作。本發(fā)明可通過以下仿真進一步說明：1、仿真內(nèi)容利用仿真軟件對上述實施例應用于射頻識別系統(tǒng)寬帶圓極化縫隙天線的回波損耗、軸比、增益、遠場輻射方向圖進行仿真計算。2、仿真結(jié)果圖4為本發(fā)明天線的回波損耗曲線圖。通過圖4可看出，本發(fā)明天線的10dB阻抗帶寬為1050MHz(2.07-3.12GHz)，完全可以覆蓋射頻識別系統(tǒng)2.4GHz頻段。圖5為本發(fā)明天線主要輻射方向的軸比隨頻率變化的曲線圖。通過圖5可以看出本發(fā)明天線在主要輻射方向軸比小于3dB的帶寬為600MHz(2.17-2.77GHz)。結(jié)合圖5可以得到本發(fā)明天線的圓極化工作帶寬為600MHz(2.17-2.77GHz)，具有寬帶圓極化特性。圖6為本天線在主輻射方向右旋圓極化增益隨頻率變化曲線圖。通過圖6可以看出本發(fā)明天線在圓極化工作帶寬(2.17-2.77GHz)內(nèi)右旋圓極化增益大于3dB。圖7、圖8、圖9分別為圓極化頻段中所選取的2.3GHz、2.4GHz和2.5GHz的H面右旋圓極化(RHCP)和左旋圓極化(LHCP)方向圖。從圖中可以看出天線在各個頻段主要輻射方向都實現(xiàn)了圓極化，所以說本發(fā)明應用于射頻識別系統(tǒng)寬帶圓極化縫隙天線具有良好的圓極化輻射特性。本發(fā)明的技術(shù)方案不限于上述具體實施例的限制，凡是根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案做出的技術(shù)變形，均落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。