超高頻寬帶圓極化rfid閱讀器天線的制作方法
【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，涉及一種超高頻寬帶圓極化RFID閱讀器天線。
【背景技術(shù)】
[0002]射頻識(shí)別即RFID(Rad1 Frequency Identificat1n)技術(shù)，可用于標(biāo)識(shí)物品及跟蹤，是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。由于探測(cè)距離長(zhǎng)、閱讀速度快和數(shù)據(jù)傳輸效率高的優(yōu)點(diǎn)，RFID技術(shù)在超高頻(UHF)頻段的應(yīng)用很多，而各個(gè)國(guó)家和地區(qū)的UHF頻段都不相同，如中國(guó)的為840 ~ 845 MHz和920~ 925 MHz，歐州為866 ~ 869 MHz，澳大利亞為920 ~ 926MHz,新加坡的為866 ~ 869 MHz和869 ~ 925 MHz，美國(guó)的為902 ~ 928 MHz，日本的為952 ~ 955 MHz ο
[0003]RFID閱讀器天線作為RFID系統(tǒng)的重要組成部分，它的性能將極大地影響整個(gè)RFID系統(tǒng)的效率與質(zhì)量。影響RFID閱讀器天線的主要因素包括天線的尺寸、工作頻段、帶寬、阻抗、增益及極化方式。
[0004]大多數(shù)現(xiàn)有的圓極化超高頻RFID閱讀器天線的工作頻段僅能滿足中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)、美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)、歐洲標(biāo)準(zhǔn)等標(biāo)準(zhǔn)中的一種，無法同時(shí)覆蓋所有標(biāo)準(zhǔn)的工作頻段。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種超高頻寬帶圓極化RFID閱讀器天線。
[0006]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:一種超高頻寬帶圓極化RFID閱讀器天線，包括基底，所述基底為正方形，在基底的上表面打印有第一銅貼片，所述第一銅貼片為正方形環(huán)狀結(jié)構(gòu)，在第一銅貼片的四個(gè)頂角處，沿對(duì)角線方向向內(nèi)分別延伸出四塊尺寸相同的矩形第二銅貼片；在基底的下表面打印矩形第三銅貼片和倒L型第四銅貼片，所述第三銅貼片的一端位于基底的一側(cè)邊的中點(diǎn)，另一端連接第四銅貼片。當(dāng)?shù)诙~貼片的長(zhǎng)度變長(zhǎng)時(shí)，天線的諧振頻率隨之降低，工作帶寬隨之減小。
[0007]進(jìn)一步地，所述第一銅貼片的內(nèi)邊長(zhǎng)為80mm，第二銅貼片的長(zhǎng)度為26.9mm ;倒1^型第四銅貼片沿第三銅貼片方向的長(zhǎng)為20.9mm，寬為33.7mm，垂直于第三銅貼片方向的長(zhǎng)為16.6mm,寬為 13.3mm。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的RFID天線尺寸為10mmX 10mmX 1.5mm，可用于RFID閱讀器中。天線具有寬阻抗帶寬，其-10 dB阻抗帶寬為772-1166 MHz。天線具有寬軸比帶寬，其最大增益方向的3dB軸比帶寬為840-965 MHz，可以覆蓋美洲、歐洲、日本、中國(guó)、印度、韓國(guó)、新加坡、香港、臺(tái)灣、澳大利亞的超高頻RFID工作頻段。
【附圖說明】
[0009]圖1為天線的整體結(jié)構(gòu)俯視圖； 圖2為天線的整體結(jié)構(gòu)仰視圖；
圖3為天線的阻抗帶寬的仿真和測(cè)試結(jié)果圖；
圖4為天線最大增益方向軸比帶寬的仿真和測(cè)試結(jié)果圖；
圖5為天線左旋圓極化增益的仿真和測(cè)試結(jié)果圖；
圖中，基底1、第一銅貼片2、第二銅貼片3、第三銅貼片4、第四銅貼片5。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0011]如圖1、2所示，本發(fā)明一種超高頻寬帶圓極化RFID閱讀器天線，包括基底1，所述基底I為正方形，在基底I的上表面打印有第一銅貼片2，所述第一銅貼片2為正方形環(huán)狀結(jié)構(gòu)，在第一銅貼片2的四個(gè)頂角處，沿對(duì)角線方向向內(nèi)分別延伸出四塊尺寸相同的矩形第二銅貼片3 ;在基底I的下表面打印矩形第三銅貼片4和倒L型第四銅貼片5，所述第三銅貼片4的一端位于基底I的一側(cè)邊的中點(diǎn)，另一端連接第四銅貼片5。當(dāng)?shù)诙~貼片的長(zhǎng)度變長(zhǎng)時(shí)，天線的諧振頻率隨之降低，工作帶寬隨之減小。
實(shí)施例
[0012]RFID閱讀器天線尺寸為10mmX 10mmX 1.5mm ;第一銅貼片2的內(nèi)邊長(zhǎng)為80mm，第二銅貼片3的長(zhǎng)度為26.9mm ;倒L型第四銅貼片5沿50 Ω微帶線第三銅貼片4方向的長(zhǎng)為20.9mm，寬為33.7mm，垂直于第三銅貼片4方向的長(zhǎng)為16.6mm，寬為13.3mm。
[0013]本發(fā)明的工作過程如下:本發(fā)明是一種槽天線?；譏上表面的無覆銅區(qū)構(gòu)成一槽狀輻射體。引入第二銅貼片3，可以大幅度增加無覆銅區(qū)的周長(zhǎng)，從而降低槽天線的諧振頻率，進(jìn)而減小天線的尺寸?；紫卤砻娴牡谌~貼片4為一 50 Ω微帶線，第四銅貼片5為倒L型饋電結(jié)構(gòu)。外接的50 Ω微帶線的微帶部分或50 Ω SMA接頭的內(nèi)導(dǎo)體從側(cè)面連接第三銅貼片4。外接的50 Ω微帶線的金屬地部分或50 Ω SMA接頭的外導(dǎo)體從側(cè)面連接第一銅貼片2。射頻信號(hào)經(jīng)由外接的50 Ω微帶線或50 Ω SMA接頭饋送至第三銅貼片4。第三銅貼片4將信號(hào)進(jìn)一步傳輸至第四銅貼片5。第四銅貼片5通過耦合饋電，將信號(hào)的能量饋送至基底上表面。能量在上表面的無覆銅區(qū)內(nèi)產(chǎn)生諧振，向外輻射信號(hào)。由于第四銅貼片5為倒L型結(jié)構(gòu)，能夠產(chǎn)生兩個(gè)方向相互垂直的電流，進(jìn)而使得天線輻射場(chǎng)具有正交的電場(chǎng)分量。適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)第四銅貼片5兩個(gè)臂的長(zhǎng)和寬，可以使輻射的電場(chǎng)具有相同的振幅和90°相位差，從而產(chǎn)生圓極化輻射。
[0014]本發(fā)明的RFID閱讀器天線的優(yōu)點(diǎn)包括:
(I)成本低且尺寸最小。天線只采用FR4和銅兩種天線加工最基礎(chǔ)的材料。由于引入了第二銅貼片3，天線尺寸大幅度減小，整個(gè)天線尺寸為10mmX 10mmX 1.5mm，與其他可覆蓋所有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的圓極化RFID閱讀器天線相比尺寸較小。
[0015](2)因?yàn)椴鄣某叽巛^傳統(tǒng)細(xì)槽天線尺寸而言較大，天線的帶寬比傳統(tǒng)的細(xì)槽天線寬，工作頻段能夠同時(shí)滿足所有超高頻RFID頻段。
[0016](3)840.5-955MHZ頻段工作良好。反射系數(shù)均小于_10dB、最大增益方向的軸比帶寬均小于3dB，左旋圓極化增益大于2.2 dBic。
[0017]該天線的測(cè)試輸入阻抗如圖3所示，所測(cè)得阻抗在772-1166MHZ均與50 Ω阻抗傳輸線匹配良好。天線在最大增益方向的軸比帶寬測(cè)試結(jié)果如圖4所示，在840-955MHZ時(shí)，軸比均小于3dB。天線左旋圓極化增益如圖5所示，在840-955MHz時(shí)，左旋圓極化增益均大于 2.2 dBic。
[0018]上述實(shí)施例是提供給本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來實(shí)現(xiàn)或使用本發(fā)明的，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可在不脫離本發(fā)明的發(fā)明思想的情況下，對(duì)上述實(shí)施例做出種種修改或變化，因而本發(fā)明的保護(hù)范圍并不被上述實(shí)施例所限，而應(yīng)該是符合權(quán)利要求書提到的創(chuàng)新性特征的最大范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種超高頻寬帶圓極化RFID閱讀器天線，其特征在于，包括基底(I)，所述基底(I)為正方形，在基底(I)的上表面打印有第一銅貼片(2)，所述第一銅貼片(2)為正方形環(huán)狀結(jié)構(gòu)，在第一銅貼片(2)的四個(gè)頂角處，沿對(duì)角線方向向內(nèi)分別延伸出四塊尺寸相同的矩形第二銅貼片(3);在基底(I)的下表面打印矩形第三銅貼片(4)和倒L型第四銅貼片(5)，所述第三銅貼片(4)的一端位于基底(I)的一側(cè)邊的中點(diǎn)，另一端連接第四銅貼片(5);當(dāng)?shù)诙~貼片(3)的長(zhǎng)度變長(zhǎng)時(shí)，天線的諧振頻率隨之降低，工作帶寬隨之減小。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種超高頻寬帶圓極化RFID閱讀器天線，其特征在于，所述第一銅貼片(2)的內(nèi)邊長(zhǎng)為80mm，第二銅貼片(3)的長(zhǎng)度為26.9mm ;倒L型第四銅貼片(5)沿第三銅貼片(4)方向的長(zhǎng)為20.9mm，寬為33.7mm，垂直于第三銅貼片(4)方向的長(zhǎng)為.16.6mm，寬為 13.3mm。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種超高頻寬帶圓極化RFID閱讀器天線，包括基底，所述基底為正方形，在基底的上表面打印有第一銅貼片，第一銅貼片為正方形環(huán)狀結(jié)構(gòu)，在第一銅貼片的四個(gè)頂角處，沿對(duì)角線方向向內(nèi)分別延伸出四塊尺寸相同的矩形第二銅貼片；在基底的下表面打印矩形第三銅貼片和倒L型第四銅貼片，第三銅貼片的一端位于基底的一側(cè)邊的中點(diǎn)，另一端連接第四銅貼片。本發(fā)明天線具有寬阻抗帶寬，其-10dB阻抗帶寬為772-1166MHz；天線具有寬軸比帶寬，其最大增益方向的3dB軸比帶寬為840-965MHz，可以覆蓋美洲、歐洲、日本、中國(guó)、印度、韓國(guó)、新加坡、香港、臺(tái)灣、澳大利亞的超高頻RFID工作頻段。
【IPC分類】H01Q1/38, H01Q13/08, H01Q13/10
【公開號(hào)】CN104916908
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510272027
【發(fā)明人】徐博, 劉玉沙, 胡駿, 何賽靈
【申請(qǐng)人】浙江大學(xué)
【公開日】2015年9月16日
【申請(qǐng)日】2015年5月26日