高定向rfid手持閱讀器天線的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高定向RFID手持閱讀器天線。本發(fā)明包括FR4基底、金屬Moxon結(jié)構(gòu)及饋電平行雙線，在FR4基底上設(shè)置有金屬莫克森結(jié)構(gòu)及饋電平行雙線，其中金屬莫克森結(jié)構(gòu)為包括主振子和反射器，主振子和反射器之間存在設(shè)定間隙，主振子和反射器的兩端均向天線中間延伸，饋電平行雙線分別處于基板的兩面，采用彎折結(jié)構(gòu)。本發(fā)明不僅實現(xiàn)了高定向，而且還具有尺寸小，增益大，前后比高，機身及人體影響小，結(jié)構(gòu)簡單，成本低等優(yōu)點。
【專利說明】高定向RFID手持閱讀器天線
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于天線技術(shù)與無線通信領(lǐng)域，涉及一種高定向RFID手持閱讀器天線。
【背景技術(shù)】
[0002]射頻識別即RFID (Radio Frequency Identification)技術(shù)，又稱電子標(biāo)簽、無線射頻識別，是一種可通過無線電訊號識別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無需識別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機械或光學(xué)接觸的通信技術(shù)。常用的無源RFID有低頻(125k?134.2K)、高頻(13.56Mhz)、超高頻(860-960MHz)。
[0003]RFID閱讀器天線作為RFID系統(tǒng)的重要組成部分，它的性能將極大的影響整個RFID系統(tǒng)的效率與質(zhì)量。影響RFID閱讀器天線性能的主要因素包括天線的尺寸、工作頻段、阻抗及增益等。
[0004]現(xiàn)有RFID閱讀器天線大多數(shù)為圓極化天線，其閱讀距離在各個方向內(nèi)大致相同。但是在一些應(yīng)用場合中圓極化天線并不適用。比如手持機人工查找快遞包裹的應(yīng)用中，快遞員可以通過手持RFID閱讀器讀取黏貼在包裹上的RFID標(biāo)簽內(nèi)容來查找所需包裹。這種應(yīng)用場合下，圓極化天線會導(dǎo)致人工查找的位置不明，且受手持機機身和周圍環(huán)境影響很大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種高定向RFID手持閱讀器天線。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
高定向RFID手持閱讀器天線，包括FR4基底、金屬莫克森結(jié)構(gòu)及饋電平行雙線，在FR4基底上設(shè)置有金屬莫克森結(jié)構(gòu)及饋電平行雙線，其中金屬莫克森結(jié)構(gòu)為包括主振子和反射器，主振子和反射器之間存在設(shè)定間隙，主振子和反射器的兩端均向天線中間延伸，饋電平行雙線分別處于基板的兩面，采用彎折結(jié)構(gòu)。
[0007]進一步說，該RFID標(biāo)簽天線工作860MHz-960MHz頻段。
[0008]本發(fā)明具有的有益效果是:
本發(fā)明的RFID天線尺寸僅為89mmX87mm，可集成于手持式閱讀器中。天線具有寬帶寬，其-1OdB帶寬為860 MHz to 1.09 GHz。天線具有高前后比，在整個FCC頻段天線的前后比均達到20dB以上。同時該天線具有良好的輻射效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為天線的整體結(jié)構(gòu)俯視圖。
[0010]圖2為天線的功率反射系數(shù)測試結(jié)果圖。
[0011]圖3為天線的增益與前后比測試圖。
[0012]圖4為天線的效率測試圖。【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳述:
如圖1所示，本發(fā)明中天線由FR4基底1-1、莫克森結(jié)構(gòu)(主振子1-2和反射器1-3)及饋電平行雙線1-4組成。天線的總體尺寸是89_X87_X 1.6mm,基板1_1采用的是標(biāo)簽加工中最常用的FR4材料，介電常數(shù)為4.4。莫克森結(jié)構(gòu)及饋電平行雙線的材料為銅。主振子的一半與整個反射器位于基底的頂面，主振子的另一半則位于基底的底面。平行雙線中的一條位于基底頂面，另一條位于基底底面。雙線在天線俯視圖中完全重合。平行雙線從基板靠近反射器的邊緣中間延伸到主振子的中間位置，雙線中段采用彎折結(jié)構(gòu)，在饋電的同時實現(xiàn)了天線阻抗及電抗的獨立調(diào)節(jié)。
[0014]該天線測試的輸入阻抗如圖2所示，所測得阻抗在915MHz及其附近頻率區(qū)間內(nèi)均與50歐姆傳輸線匹配良好。
[0015]天線的益與前后比測試結(jié)果如圖3所示，在FCC頻段(902MHz-928MHz)內(nèi)時，前后比均大于20dB，而增益均大于3.5dB。
[0016]天線的效率測試結(jié)果如圖4所示，在絕大多數(shù)工作頻率區(qū)間(860-960MHz)內(nèi)，效率大于80%。
[0017]本發(fā)明的RFID標(biāo)簽天線的優(yōu)點包括:
(I)成本低且尺寸相對較小。天線只采用FR4與銅兩種材料，是最基礎(chǔ)的天線加工材料。且整個天線的尺寸只有89mmX87mmX 1.6mm,與其它定向天線相比尺寸較小。
[0018](2 )860-960MHz頻段工作良好。如圖3所示，天線可以正常工作在860_960MHz頻率范圍內(nèi)。在FCC頻段內(nèi)表現(xiàn)尤為突出。
[0019](3)增益高。在整個860-960MHZ頻段范圍內(nèi)增益均大于3dB。
[0020](4)效率高。在整個工作頻段內(nèi)，除極少數(shù)頻率外，效率均大于80%。
[0021]本發(fā)明陳述了一種高定向RFID手持閱讀器天線，使用莫克森結(jié)構(gòu)提高天線的前后比，同時采用饋電平行雙線使得天線很容易調(diào)節(jié)輸入阻抗。本發(fā)明中天線基底采用的是FR4材料，是天線加工中最常用的基底材料之一。而其他結(jié)構(gòu)都是用銅蝕刻加工制作而成，成本低廉且加工方便。綜上所述，設(shè)計出的RFID手持閱讀器天線不僅實現(xiàn)了高定向，而且還具有尺寸小，增益大，前后比高，機身及人體影響小，結(jié)構(gòu)簡單，成本低等優(yōu)點，因此有著廣闊的應(yīng)用價值和市場潛力。
【權(quán)利要求】
1.高定向RFID手持閱讀器天線，包括FR4基底、金屬莫克森結(jié)構(gòu)及饋電平行雙線，其特征在于:在FR4基底上設(shè)置有金屬莫克森結(jié)構(gòu)及饋電平行雙線，其中金屬莫克森結(jié)構(gòu)為包括主振子和反射器，主振子和反射器之間存在設(shè)定間隙，主振子和反射器的兩端均向天線中間延伸，饋電平行雙線分別處于基板的兩面，采用彎折結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RFID手持閱讀天線，其特征在于:該RFID標(biāo)簽天線可工作在 860MHz-960MHz 頻段。
【文檔編號】H01Q1/38GK103794863SQ201410022637
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年1月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月17日
【發(fā)明者】劉琦, 何賽靈 申請人:浙江大學(xué)