小型化、圓極化rfid讀寫器天線的製作方法
2023-06-01 18:07:06 3
專利名稱：小型化、圓極化rfid讀寫器天線的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種小型化、圓極化RFID讀寫器天線，該發明可以應用於手持式RFID讀寫器天線及天線小型化設計。
背景技術：
微帶天線具有剖面低、質量輕、成本低和易共形等特點，因此已被廣泛應用於各種移動通信系統中。微帶天線的貼片尺寸一般為二分之一介質波長，對於UHF RFID來說，其尺寸很大，無法應用於手持式RFID讀寫器。很多技術被報導用來減小微帶天線的尺寸，如PIFA天線、使用高的介電常數、在天線上開槽和在天線加載等，但這些技術都沒有考慮到地板對天線性能的影響。然而地板大小對於天線性能的影響是顯而易見的。如果地板變小，天線的後瓣會增加，導致天線的增益降低，因此整個微帶天線的尺寸應該由地板大小來決定，而非貼片的大小。對於矩形環天線，當其工作在主模時，邊長只有四分之一波長，因此天線 尺寸只有傳統微帶天線的一半；同時使用環形反射器代替傳統地板，使得反射器尺寸和天線尺寸大小基本相同，從而減小了整個天線的尺寸。
發明內容
本發明的目的是提供一種小型化、圓極化RFID讀寫器天線，其不僅可以用於手持式RFID讀寫器，也可以用於其他頻段的天線小型化設計。本發明中使用微帶矩形環天線來減小天線尺寸，當微帶矩形環天線工作在其主模時，使用直接饋電方式會導致該天線的輸入阻抗非常高，因此使用了耦合饋電方式使該天線匹配到50歐姆.本發明為實現天線圓極化，使用平面小型化耦合器來饋電，同時將耦合器集成於矩形天線環內部，並和天線環在同一平面，因此不影響天線尺寸且易於加工、成本較低。本發明為減少整個天線尺寸，使用環形反射器代替傳統的地板，使得反射器尺寸和天線尺寸大小基本相等，從而減小整個天線的尺寸。本發明的優點第一，整個天線尺寸很小，可用於手持式RFID，且可應用於其他頻段的天線小型化。第二，天線性能如增益、帶寬，可以通過調整矩形環貼片和反射器之間的距離來改變。第三，設計簡單，易於加工，成本低。
圖I是本發明天線結構圖。其中I微帶矩形環天線，其邊長約為四分之一介質波長；2為阻抗匹配網絡，使得天線阻抗可以匹配到50歐姆；3為平面小型化耦合器，用來實現圓極化；4為輸入埠；5為
隔離埠。圖2是本發明結構的側面圖。其中6為介質基片,厚度為I. 6mm ；7為塑料螺釘,用來固定天線。
圖3是本發明的反射器。使用環形反射器取代傳統的地板，可以使該天線形成單向輻射，且尺寸基本和天線尺寸相同，從而使得天線整體尺寸得到很大縮小。圖4是本發明的Sll曲線。圖5是本發明的軸比曲線。圖6是本發明在915MHz的E面和H面輻射方向圖。
具體實施例方式如圖I、圖2和圖3所示，本發明為小型化、圓極化RFID讀寫器天線，使用微帶矩形 環天線，邊長約為四分之一波長，相對於傳統微帶天線，尺寸減小了一半。使用平面小型化耦合器來實現圓極化，將耦合器集成於天線內部，在不影響天線尺寸且和天線在同一平面的前提下，天線的性能基本不受影響，同時這種結構也易於加工，成本較低。環形反射器的作用是代替傳統地板，用來形成單向輻射。通過改變環形反射器的長度和寬帶，用來調節天線的前後比和增益。改變天線和反射器之間的距離，可以改變天線的性能，如增益、帶寬和前後比等，因此該天線可以看做是一種可重構天線。
權利要求
1.小型化、圓極化RFID讀寫器天線，包括1、微帶矩形環天線；2、饋電匹配網絡；3、平面小型化耦合器；4、輸入埠 ；5、隔離埠 ；6、介質基片；7、塑料螺釘；8環形反射器。該天線具有尺寸小、成本低、易於加工等特點。
2.根據權利要求I所述的小型化、圓極化RFID讀寫器天線，其特徵在於平面小型化耦合器(3)位於微帶矩形環天線(I)的內部，且與其在同一平面，因此便於加工，同時不影響天線本身的尺寸。
3.根據權利要求I所述的小型化、圓極化RFID讀寫器天線，其特徵在於通過平面小型化耦合器(3)來實現圓極化特性。
4.根據權利要求I所述的小型化、圓極化RFID讀寫器天線，其特徵在於天線的性能如增益、帶寬等，可以通過調節微帶矩形環天線(I)和反射器(8)之間的距離來改變，因此該天線可以看作是可重構天線。
5.根據權利要求I所述的小型化、圓極化RFID讀寫器天線，其特徵在於通過環形反射器(8)，可以替代傳統地板，使得反射板尺寸可以和天線尺寸相比擬，因此使得整個天線尺寸大大減小。改變反射器形狀，如傳統矩形環、圓環等均屬於本發明涉及範圍。
6.根據權利要求I所述的小型化、圓極化RFID讀寫器天線，其特徵在於介質基片為FR4，採用其他介電常數的聚四氟乙烯玻璃纖維、聚乙烯、聚苯乙烯、石英、陶瓷等材料均屬於本發明涉及範圍。
全文摘要
本發明涉及一種小型化、圓極化RFID讀寫器天線，包括微帶矩形環天線(1)，饋電匹配網絡(2)，平面小型化耦合器(3)，輸入埠(4)，隔離埠(5)，介質基片(6)，塑料螺釘(7)和環形反射器(8)。相對於傳統微帶天線，微帶矩形環天線的尺寸減少了一半；通過耦合饋電方式是所設計天線可以很容易的匹配到50歐姆；通過平面小型化耦合器實現圓極化；由於將其集成在天線內部，因此天線尺寸不受影響。通過環形反射器替代傳統的地板，使得天線形成單向輻射方向圖且反射器尺寸和天線尺寸基本相同，使得該天線的尺寸大大縮小，因此可以用於手持式RFID讀寫器，也可用於其他頻段的天線小型化設計。
文檔編號H01Q13/08GK102820538SQ20121031566
公開日2012年12月12日 申請日期2012年8月31日 優先權日2012年8月31日
發明者楊峰, 李巖, 張銀, 餘鵬程, 郭智, 歐陽駿, 楊鵬 申請人:電子科技大學