一種寬頻帶的uhf rfid閱讀器天線的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種寬頻帶的UHFRFID閱讀器天線。它包括金屬接地板、輻射貼片、饋電同軸線、金屬支柱和饋電網(wǎng)絡(luò)，輻射貼片、饋電網(wǎng)絡(luò)和金屬接地板呈層疊結(jié)構(gòu)，所述饋電同軸線通過金屬接地板中心穿孔和饋電網(wǎng)絡(luò)單元電氣連接，所述輻射貼片通過金屬支柱固定在饋電網(wǎng)絡(luò)上，起到引向器的作用，可提高天線增益。饋電網(wǎng)絡(luò)由3個L型分支和4個開路枝節(jié)組成，4個金屬支柱路徑依次相差四分之一波長，相位依次相差90度，從而抑制TM02模、TM20模和TM11模，增加天線軸比帶寬。該天線阻抗帶寬為13%，軸比帶寬為5%。在工作頻率內(nèi)，天線最大增益為9.4dB，具有較寬的覆蓋范圍和良好的圓極化特性。該天線覆蓋超高頻射頻識別系統(tǒng)的常用工作頻段，可用于850MHz-950MHz頻段的RFID讀寫系統(tǒng)。
【專利說明】-種寬頻帶的UHFRFID閱讀器天線

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種寬頻帶的UHFRFID閱讀器天線。

【背景技術(shù)】
[0002] 射頻識別技術(shù)（RadioFrequencyIdentification,縮寫RFID)，是利用無線射頻傳 輸方式，在閱讀器和標(biāo)簽間建立非接觸式雙向通信的新型技術(shù)。在物聯(lián)網(wǎng)日益盛行的今天， 射頻識別（RFID)技術(shù)發(fā)揮著它越來越巨大的作用。然而，每個國家都有著自己的UHFRFID 頻段，例如，中國的頻段為840. 5-844. 4MHz和920. 5-924. 5MHz;歐洲為866-869MHz，南美 和北美為 902-928MHZ;新加坡為 866-869MHZ和 920-925MHZ;日本為 952-955MHZ等，S卩UHF RFID的頻帶覆蓋了 840. 5-955MHZ的范圍。因此，一個能覆蓋整個頻段（840MHz-960MHz)的 RFID閱讀器天線將有利于全球物聯(lián)網(wǎng)事業(yè)的飛速發(fā)展。
[0003] 由于標(biāo)簽擺放的散亂性會影響閱讀器天線和標(biāo)簽天線間的極化饋電關(guān)系，多標(biāo)簽 場景下，標(biāo)簽天線間的耦合干擾還會改變天線的工作頻率。因而圓極化且寬頻帶的閱讀器 天線成為了RFID技術(shù)的一大需求?，F(xiàn)國內(nèi)外有采用共面波導(dǎo)饋電，分形結(jié)構(gòu)，L形探針饋 電，饋電網(wǎng)絡(luò)，開槽曲流技術(shù)，形狀奇異的輻射貼片等各種微帶圓極化天線。其基本原理都 是基于產(chǎn)生兩個相互垂直的線極化電場分量，并使二者振幅相等，相位相差90度的思想。 實現(xiàn)的方法主要有單饋法和多饋法，單饋法簡單但頻帶窄；多饋法需要外加的功分網(wǎng)絡(luò)，頻 帶寬但不易小型化。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于針對已有技術(shù)存在的缺陷，提供一種寬頻帶的UHFRFID閱讀器 天線，該天線工作頻率為850MHz-950MHz，覆蓋不同國家在超高頻射頻識別系統(tǒng)中的常用工 作頻段，可用于UHFRFID的讀寫系統(tǒng)。
[0005] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下： 一種寬頻帶的UHFRFID閱讀器天線，共有三層結(jié)構(gòu)，包括第一層的金屬接地板、第二層 的饋電網(wǎng)絡(luò)和第三層的輻射貼片；在所述金屬接地板的中心處開孔，通過饋電同軸線將金 屬接地板與饋電網(wǎng)絡(luò)相連；所述饋電網(wǎng)絡(luò)由三個L型分支和四個開路枝節(jié)組成；所述的輻 射貼片為圓形；所述的饋電網(wǎng)絡(luò)和輻射貼片利用四個金屬支柱相連，四個金屬支柱分別位 于四個開路枝節(jié)上，方位角度依次相差90度。
[0006] 所述的金屬接地板使用不銹鋼為材質(zhì)，饋電網(wǎng)絡(luò)和輻射貼片的材質(zhì)選用鋁，饋電 網(wǎng)絡(luò)和輻射貼片通過四個同樣的金屬螺釘穿孔固定。
[0007] 所述的金屬接地板與饋電網(wǎng)絡(luò)的間距和饋電網(wǎng)絡(luò)與輻射貼片的間距不同，兩個不 同的間距以及材料的介電常數(shù)影響天線的諧振頻率。
[0008] 所述輻射貼片的半徑r通過如下公式計算得到：

【權(quán)利要求】
1. 一種寬頻帶的UHF RFID閱讀器天線，其特征在于：共有三層結(jié)構(gòu)，包括第一層的金 屬接地板（1)、第二層的饋電網(wǎng)絡(luò)（2)和第三層的輻射貼片（3);在所述金屬接地板（1)的中 心處開孔，通過饋電同軸線（4)將金屬接地板（1)與饋電網(wǎng)絡(luò)（2)相連；所述饋電網(wǎng)絡(luò)（2) 由三個L型分支（5)和四個開路枝節(jié)（6)組成；所述的輻射貼片（3)為圓形；所述的饋電網(wǎng) 絡(luò)（2)和輻射貼片（3)利用四個金屬支柱（7)相連，四個金屬支柱（7)分別位于四個開路枝 節(jié)（6)上，方位角度依次相差90度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬頻帶的UHF RFID閱讀器天線，其特征在于：所述的金屬接 地板（1)使用不銹鋼為材質(zhì)，饋電網(wǎng)絡(luò)（2)和輻射貼片（3)的材質(zhì)選用鋁，饋電網(wǎng)絡(luò)（2)和 輻射貼片（3)通過四個同樣的金屬螺釘穿孔固定。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬頻帶的UHF RFID閱讀器天線，其特征在于：所述的金屬接 地板（1)與饋電網(wǎng)絡(luò)（2)的間距和饋電網(wǎng)絡(luò)（2)與輻射貼片（3)的間距不同，兩個不同的間 距以及材料的介電常數(shù)影響天線的諧振頻率。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬頻帶的UHF RFID閱讀器天線，其特征在于：所述輻射貼片 (3)的半徑r通過如下公式計算得到：
其中，c是光速，/是天線工作的諧振頻率，￡是介質(zhì)的相對介電常數(shù)。
【文檔編號】H01Q1/50GK104362426SQ201410614908
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月5日
【發(fā)明者】孟春陽, 彭昌友, 任秀方, 劉若然, 陳文濤 申請人:上海大學(xué)