一種用于uhf頻段的遠(yuǎn)近場(chǎng)rfid讀寫天線的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種用于UHF頻段的遠(yuǎn)近場(chǎng)RFID讀寫天線，包括近場(chǎng)天線、遠(yuǎn)場(chǎng)天線、饋電網(wǎng)絡(luò)、基底和地。其中，近場(chǎng)天線為提供反向電流對(duì)的一個(gè)環(huán)狀結(jié)構(gòu)天線，包括反向電流臂和饋電點(diǎn)，均由導(dǎo)體構(gòu)成并位于基底的上表面；遠(yuǎn)場(chǎng)天線為半波折合振子天線，位于基板的上表面；遠(yuǎn)場(chǎng)天線位于近場(chǎng)天線的反向電流臂之間；饋電網(wǎng)絡(luò)包括位于基底上表面的上層導(dǎo)體以及位于基底下表面的下層導(dǎo)體和兩個(gè)導(dǎo)電通孔，兩層導(dǎo)體共同構(gòu)成平行雙面?zhèn)鬏斁€。利用本實(shí)用新型的天線可以將近場(chǎng)天線與遠(yuǎn)場(chǎng)天線結(jié)合在一起，遠(yuǎn)場(chǎng)天線還可以對(duì)近場(chǎng)天線的盲點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)充，從而實(shí)現(xiàn)近場(chǎng)無(wú)零點(diǎn)均勻磁場(chǎng)分布。
【專利說明】—種用于UHF頻段的遠(yuǎn)近場(chǎng)RFID讀寫天線

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于無(wú)線通訊領(lǐng)域。具體涉及一種用于超高頻段射頻識(shí)別的遠(yuǎn)近場(chǎng)天線。

【背景技術(shù)】
[0002]射頻識(shí)別(RFID, Rad1 Frequency Identificat1n)技術(shù)是一種自動(dòng)識(shí)別對(duì)象的無(wú)線技術(shù)，有著廣泛的運(yùn)用，如追蹤，識(shí)別，定位等。射頻識(shí)別系統(tǒng)由讀寫器和標(biāo)簽兩部分組成，基于讀寫器和標(biāo)簽之間距離的遠(yuǎn)近，讀寫器天線可分為近場(chǎng)天線和遠(yuǎn)場(chǎng)天線。近場(chǎng)天線通過電磁耦合來實(shí)現(xiàn)讀取標(biāo)簽，遠(yuǎn)場(chǎng)天線通過電磁波來實(shí)現(xiàn)讀取工作。遠(yuǎn)場(chǎng)天線關(guān)注的重要指標(biāo)之一是增益，而近場(chǎng)天線主要關(guān)注的是電磁場(chǎng)強(qiáng)度。
[0003]目前將近場(chǎng)天線與遠(yuǎn)場(chǎng)天線結(jié)合在一起，即同時(shí)能實(shí)現(xiàn)近場(chǎng)識(shí)別與遠(yuǎn)場(chǎng)識(shí)別的天線并不多，主要分為兩種:一種是使用一個(gè)天線同時(shí)實(shí)現(xiàn)近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)功能；一種是使用兩個(gè)天線集成在一起，分別實(shí)現(xiàn)近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)功能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種UHF頻段遠(yuǎn)近場(chǎng)RFID天線，借助該天線可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)近場(chǎng)閱讀和遠(yuǎn)場(chǎng)閱讀，同時(shí)遠(yuǎn)場(chǎng)天線還為近場(chǎng)天線的盲點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)充，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，實(shí)用性較強(qiáng)。
[0005]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0006]一種用于UHF頻段的遠(yuǎn)近場(chǎng)天線，一種用于UHF頻段的遠(yuǎn)近場(chǎng)RFID讀寫天線，其特征在于，包括近場(chǎng)天線、遠(yuǎn)場(chǎng)天線、饋電網(wǎng)絡(luò)、基底和地；所述近場(chǎng)天線為提供反向電流對(duì)的一個(gè)環(huán)狀結(jié)構(gòu)天線，包括反向電流臂和饋電點(diǎn)，均由導(dǎo)體構(gòu)成并位于所述基底的上表面；所述遠(yuǎn)場(chǎng)天線為半波折合振子天線，位于所述基底的上表面；所述遠(yuǎn)場(chǎng)天線位于近場(chǎng)天線的反向電流臂之間；所述饋電網(wǎng)絡(luò)包括位于基底上表面的上層導(dǎo)體以及位于基底下表面的下層導(dǎo)體和兩個(gè)導(dǎo)電通孔，兩層導(dǎo)體共同構(gòu)成平行雙面?zhèn)鬏斁€。
[0007]所述基底由介質(zhì)構(gòu)成，厚度為1.6mm ;所述地由金屬構(gòu)成,位于基底下方,距基底下表面1mm,地與基底之間為空氣層。
[0008]所述饋電網(wǎng)絡(luò)向近場(chǎng)天線和近場(chǎng)天線等幅異相地饋電，饋電相位差為90°。
[0009]本實(shí)用新型所提供的UHF頻段遠(yuǎn)近場(chǎng)RFID讀寫天線將近場(chǎng)天線與遠(yuǎn)場(chǎng)天線集成在一起，遠(yuǎn)場(chǎng)天線位于近場(chǎng)天線內(nèi)部，合理利用了面積。饋電網(wǎng)絡(luò)使得到達(dá)兩個(gè)天線的電流相位相差90°，一方面減少了遠(yuǎn)近場(chǎng)天線相互間的影響，另一方面遠(yuǎn)場(chǎng)天線又為近場(chǎng)天線進(jìn)行了補(bǔ)充。本實(shí)用新型使用兩個(gè)天線，分別實(shí)現(xiàn)近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)功能，較之已有的遠(yuǎn)近場(chǎng)天線，在實(shí)現(xiàn)近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)功能的同時(shí)，遠(yuǎn)場(chǎng)天線還能對(duì)近場(chǎng)天線的盲點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)充，從而為近場(chǎng)提供一個(gè)無(wú)零點(diǎn)的均勻磁場(chǎng)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型所提供的UHF頻段遠(yuǎn)近場(chǎng)RFID讀寫天線的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2為本實(shí)用新型所提供的UHF頻段遠(yuǎn)近場(chǎng)RFID讀寫天線近場(chǎng)天線的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖3為本實(shí)用新型所提供的UHF頻段遠(yuǎn)近場(chǎng)RFID讀寫天線遠(yuǎn)場(chǎng)天線的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖4為本實(shí)用新型所提供的UHF頻段遠(yuǎn)近場(chǎng)RFID讀寫天線饋電網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)示意圖，(a)為頂層結(jié)構(gòu)，(b)為底層結(jié)構(gòu)。
[0014]圖5為本實(shí)用新型所提供的UHF頻段遠(yuǎn)近場(chǎng)RFID讀寫天線的三維結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖6為電磁仿真計(jì)算的本實(shí)用新型所提供的UHF頻段近場(chǎng)RFID讀寫天線方向圖。
[0016]其中，附圖標(biāo)記說明如下:1近場(chǎng)天線；2遠(yuǎn)場(chǎng)天線；3天線饋電網(wǎng)絡(luò)；4天線基底(正下方為地面)；la近場(chǎng)天線的電流臂，Ib近場(chǎng)天線的饋電點(diǎn)；2a遠(yuǎn)場(chǎng)天線的輻射元，2b遠(yuǎn)場(chǎng)天線的饋電點(diǎn)；3a饋電網(wǎng)絡(luò)的輸入端，3b饋電網(wǎng)絡(luò)的功率分配器，3c、3d饋電網(wǎng)絡(luò)和近場(chǎng)天線、遠(yuǎn)場(chǎng)天線之間的λ g/4匹配阻抗枝節(jié)，3e饋電網(wǎng)絡(luò)的底層接地導(dǎo)體，3f、3g饋電網(wǎng)絡(luò)底層接地導(dǎo)體和近場(chǎng)天線、遠(yuǎn)場(chǎng)天線之間連接的導(dǎo)電通孔。

【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型提供的一種UHF頻段遠(yuǎn)近場(chǎng)RFID讀寫天線【具體實(shí)施方式】進(jìn)行說明:
[0018]請(qǐng)參看圖1和圖5，本實(shí)用新型包括近場(chǎng)天線1，遠(yuǎn)場(chǎng)天線2，饋電網(wǎng)絡(luò)3，介質(zhì)基底
4,地5。介質(zhì)基底4由介質(zhì)FR4構(gòu)成,厚度為1.6mm。地5由金屬構(gòu)成,位于基底4下方,距基底4下表面8.4_處，一方面可以增強(qiáng)近場(chǎng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度，另一方面可以提高遠(yuǎn)場(chǎng)輻射。
[0019]請(qǐng)參看圖2，為近場(chǎng)天線I結(jié)構(gòu)，該天線為基于傳統(tǒng)反向電流對(duì)(ODCs)概念而制的環(huán)狀天線，Ia為兩個(gè)電流臂，Ib為天線的饋電點(diǎn)。天線工作時(shí)，兩個(gè)電流臂上的電流反向，這樣可以在近場(chǎng)形成一個(gè)均勻的磁場(chǎng)。
[0020]請(qǐng)參看圖3,為遠(yuǎn)場(chǎng)天線2結(jié)構(gòu)，該天線為半波折合振子(Half-Wave FoldedDipole)天線，2a為天線的輻射元，2b為天線的饋電點(diǎn)。該天線主要提供遠(yuǎn)場(chǎng)輻射，同時(shí)還可以為近場(chǎng)天線的盲點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)充。
[0021]請(qǐng)參看圖4，饋電網(wǎng)絡(luò)3包括輸入端3a，功率分配器3b，λ g/4匹配阻抗枝節(jié)(3c，3d)，底層接地導(dǎo)體3e，導(dǎo)電通孔3f、3g。饋電網(wǎng)絡(luò)3的結(jié)構(gòu)使到達(dá)兩個(gè)天線的電流幅度相同，相位相差90。。
[0022]請(qǐng)參看圖6，為天線的遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖，主要由遠(yuǎn)場(chǎng)天線2實(shí)現(xiàn)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于UHF頻段的遠(yuǎn)近場(chǎng)RFID讀寫天線，其特征在于，包括近場(chǎng)天線、遠(yuǎn)場(chǎng)天線、饋電網(wǎng)絡(luò)、基底和地；所述近場(chǎng)天線為提供反向電流對(duì)的一個(gè)環(huán)狀結(jié)構(gòu)天線，包括反向電流臂和饋電點(diǎn)，均由導(dǎo)體構(gòu)成并位于所述基底的上表面；所述遠(yuǎn)場(chǎng)天線為半波折合振子天線，位于所述基底的上表面；所述遠(yuǎn)場(chǎng)天線位于近場(chǎng)天線的反向電流臂之間；所述饋電網(wǎng)絡(luò)包括位于基底上表面的上層導(dǎo)體以及位于基底下表面的下層導(dǎo)體和兩個(gè)導(dǎo)電通孔，兩層導(dǎo)體共同構(gòu)成平行雙面?zhèn)鬏斁€。
2.如權(quán)利要求書I所述的一種用于UHF頻段的遠(yuǎn)近場(chǎng)RFID讀寫天線，其特征在于，所述基底由介質(zhì)構(gòu)成，厚度為1.6mm ;所述地由金屬構(gòu)成，位于基底下方，距基底下表面8.4_，地與基底之間為空氣層。
3.如權(quán)利要求書I或2所述的一種用于UHF頻段的遠(yuǎn)近場(chǎng)RFID讀寫天線，其特征在于，所述饋電網(wǎng)絡(luò)向近場(chǎng)天線和近場(chǎng)天線等幅異相地饋電，饋電相位差為90°。
【文檔編號(hào)】H01Q1/38GK204189948SQ201420634883
【公開日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月29日
【發(fā)明者】唐萬(wàn)春, 項(xiàng)慧玲, 張鵬, 沈來偉, 莊偉 , 王橙, 施永榮, 劉升, 黃承, 朱建平 申請(qǐng)人:南京師范大學(xué)