一種用於uhf頻段的遠近場rfid讀寫天線的製作方法

2023-08-09 02:48:46

一種用於uhf頻段的遠近場rfid讀寫天線的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種用於UHF頻段的遠近場RFID讀寫天線，包括近場天線、遠場天線、饋電網絡、基底和地。其中，近場天線為提供反向電流對的一個環狀結構天線，包括反向電流臂和饋電點，均由導體構成並位於基底的上表面；遠場天線為半波折合振子天線，位於基板的上表面；遠場天線位於近場天線的反向電流臂之間；饋電網絡包括位於基底上表面的上層導體以及位於基底下表面的下層導體和兩個導電通孔，兩層導體共同構成平行雙面傳輸線。利用本實用新型的天線可以將近場天線與遠場天線結合在一起，遠場天線還可以對近場天線的盲點進行補充，從而實現近場無零點均勻磁場分布。
【專利說明】—種用於UHF頻段的遠近場RFID讀寫天線

【技術領域】
[0001]本實用新型屬於無線通訊領域。具體涉及一種用於超高頻段射頻識別的遠近場天線。

【背景技術】
[0002]射頻識別(RFID, Rad1 Frequency Identificat1n)技術是一種自動識別對象的無線技術，有著廣泛的運用，如追蹤，識別，定位等。射頻識別系統由讀寫器和標籤兩部分組成，基於讀寫器和標籤之間距離的遠近，讀寫器天線可分為近場天線和遠場天線。近場天線通過電磁耦合來實現讀取標籤，遠場天線通過電磁波來實現讀取工作。遠場天線關注的重要指標之一是增益，而近場天線主要關注的是電磁場強度。
[0003]目前將近場天線與遠場天線結合在一起，即同時能實現近場識別與遠場識別的天線並不多，主要分為兩種:一種是使用一個天線同時實現近場和遠場功能；一種是使用兩個天線集成在一起，分別實現近場和遠場功能。


【發明內容】

[0004]本實用新型的目的在於提供一種UHF頻段遠近場RFID天線，藉助該天線可以同時實現近場閱讀和遠場閱讀，同時遠場天線還為近場天線的盲點進行補充，結構較簡單，實用性較強。
[0005]本實用新型採用的技術方案如下:
[0006]一種用於UHF頻段的遠近場天線，一種用於UHF頻段的遠近場RFID讀寫天線，其特徵在於，包括近場天線、遠場天線、饋電網絡、基底和地；所述近場天線為提供反向電流對的一個環狀結構天線，包括反向電流臂和饋電點，均由導體構成並位於所述基底的上表面；所述遠場天線為半波折合振子天線，位於所述基底的上表面；所述遠場天線位於近場天線的反向電流臂之間；所述饋電網絡包括位於基底上表面的上層導體以及位於基底下表面的下層導體和兩個導電通孔，兩層導體共同構成平行雙面傳輸線。
[0007]所述基底由介質構成，厚度為1.6mm ;所述地由金屬構成,位於基底下方,距基底下表面1mm,地與基底之間為空氣層。
[0008]所述饋電網絡向近場天線和近場天線等幅異相地饋電，饋電相位差為90°。
[0009]本實用新型所提供的UHF頻段遠近場RFID讀寫天線將近場天線與遠場天線集成在一起，遠場天線位於近場天線內部，合理利用了面積。饋電網絡使得到達兩個天線的電流相位相差90°，一方面減少了遠近場天線相互間的影響，另一方面遠場天線又為近場天線進行了補充。本實用新型使用兩個天線，分別實現近場和遠場功能，較之已有的遠近場天線，在實現近場和遠場功能的同時，遠場天線還能對近場天線的盲點進行補充，從而為近場提供一個無零點的均勻磁場。

【專利附圖】

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

【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖，對本實用新型提供的一種UHF頻段遠近場RFID讀寫天線【具體實施方式】進行說明:
[0018]請參看圖1和圖5，本實用新型包括近場天線1，遠場天線2，饋電網絡3，介質基底
4,地5。介質基底4由介質FR4構成,厚度為1.6mm。地5由金屬構成,位於基底4下方,距基底4下表面8.4_處，一方面可以增強近場的磁場強度，另一方面可以提高遠場輻射。
[0019]請參看圖2，為近場天線I結構，該天線為基於傳統反向電流對(ODCs)概念而制的環狀天線，Ia為兩個電流臂，Ib為天線的饋電點。天線工作時，兩個電流臂上的電流反向，這樣可以在近場形成一個均勻的磁場。
[0020]請參看圖3,為遠場天線2結構，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。該天線主要提供遠場輻射，同時還可以為近場天線的盲點進行補充。
[0021]請參看圖4，饋電網絡3包括輸入端3a，功率分配器3b，λ g/4匹配阻抗枝節(3c，3d)，底層接地導體3e，導電通孔3f、3g。饋電網絡3的結構使到達兩個天線的電流幅度相同，相位相差90。。
[0022]請參看圖6，為天線的遠場方向圖，主要由遠場天線2實現。
【權利要求】
1.一種用於UHF頻段的遠近場RFID讀寫天線，其特徵在於，包括近場天線、遠場天線、饋電網絡、基底和地；所述近場天線為提供反向電流對的一個環狀結構天線，包括反向電流臂和饋電點，均由導體構成並位於所述基底的上表面；所述遠場天線為半波折合振子天線，位於所述基底的上表面；所述遠場天線位於近場天線的反向電流臂之間；所述饋電網絡包括位於基底上表面的上層導體以及位於基底下表面的下層導體和兩個導電通孔，兩層導體共同構成平行雙面傳輸線。
2.如權利要求書I所述的一種用於UHF頻段的遠近場RFID讀寫天線，其特徵在於，所述基底由介質構成，厚度為1.6mm ;所述地由金屬構成，位於基底下方，距基底下表面8.4_，地與基底之間為空氣層。
3.如權利要求書I或2所述的一種用於UHF頻段的遠近場RFID讀寫天線，其特徵在於，所述饋電網絡向近場天線和近場天線等幅異相地饋電，饋電相位差為90°。
【文檔編號】H01Q1/38GK204189948SQ201420634883
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年10月29日 優先權日:2014年10月29日
【發明者】唐萬春, 項慧玲, 張鵬, 沈來偉, 莊偉 , 王橙, 施永榮, 劉升, 黃承, 朱建平 申請人:南京師範大學