CN104466364A - 一种基于rfid的电子车牌天线 - Google Patents

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周祥
夏景
郑召文
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Abstract

本发明公开了一种基于RFID的电子车牌天线，通过对一个U型缝隙天线的缝隙宽度和长度的设计，结合矩形锯齿对天线进行调节，从而达到工作频段的需求。结果表明，在2.380GHz～2.498GHz回波损耗小于-10dB，有足够的带宽覆盖2.45GHz频段范围。本发明具有结构简单、成本低、容易制作而且便于同电路集成等特点，并在整个工作频带范围内显示出较为良好的方向性和较远的识读距离特性，可广泛应用于智能交通中有源电子车牌系统。

Description

一种基于RFID的电子车牌天线
技术领域
本发明属于移动通信系统和无线通信领域，具体涉及一种基于RFID的电子车牌天线的设计。
背景技术
在对车辆信息进行识别的自动识别装置的选择上，射频识别（RFID）技术有着其他识别技术无法比拟的优势。现今为止设计和应用的电子车牌一般是标签和传统车牌相分离，比如大多数的应用是将标签放置在汽车挡风玻璃上，或者汽车内任何可以看得到的地方，甚至被驾驶员随身携带，这些应用方式存在着性能和安全上的弊端，而真正的电子车牌应该是传统车号牌与电子标签融为一体的，本设计正是基于此而做出的研究，将RFID标签嵌入车牌，并将天线的设计也基于车牌本身的构造。
对于几种常用的标签天线，其中微带贴片天线以及偶极子天线都曾被应用到电子车牌中，然而这些类型的天线都是置于车牌后方的，存在一些弊端，因为绝大多数的车牌也是金属材料制成的，对天线方向图的影响是不可忽略的。而缝隙天线通常是在金属物体上开槽来实现的，它成本低、容易制作而且易于同电路集成。由于车牌是金属材料，那么直接利用车牌本身来设计缝隙天线不失为一种较优的选择。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于RFID的电子车牌天线的设计，实现结构简单、降低成本、便于推广，而且满足了天线结构简单、易于现有车牌结合和便于微波集成电路加工集成的技术特点。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种基于RFID的电子车牌天线，包括九二式车牌1，位于九二式车牌1上的主辐射单元2，位于九二式车牌1内侧的RFID有源芯片3。
进一步，一种基于RFID的电子车牌天线，所述主辐射单元2为在九二式车牌1上直接开槽的缝隙天线。
进一步，一种基于RFID的电子车牌天线，在九二式车牌上直接开槽出主辐射单元2，逐步增加主辐射单元2上的矩形锯齿 5并调整其位置，对阻抗匹配馈线4结构进行优化改进。
进一步，一种基于RFID的电子车牌天线，所述主辐射单元2通过馈线4连接到有源芯片3。
进一步，一种基于RFID的电子车牌天线，所述微主辐射单元2、阻抗匹配馈线4沿同一纵向中心轴对称分布。
通过增加与优化主辐射单元2上矩形锯齿凸起5，增大长边缝隙的长度，克服车牌尺寸对于设计的限制，使所设计的缝隙天线有足够的带宽覆盖RFID系统的频率范围，满足实际应用中的需要。
本发明直接在现有车牌上开槽实现缝隙天线，其实现结构简单、成本低、便于推广，而且易于与现有车牌相结合，便于微波集成电路加工集成，适合大范围推广。
附图说明
图1 本设计天线结构的正面示意图。
图2 本设计天线结构的背面示意图。
图3 本设计天线的S11参数图。
图4 2.45GHz时角度为0°的二维方向图
图5 2.45GHz时角度为42°的二维方向图
图6 2.45GHz时角度为328°的二维方向图
图中：1 九二式车牌、2 主辐射单元、3 2.45GHz有源RFID芯片、4 馈线、5 矩形结构。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行进一步的说明。
图1为本设计的正面示意图，图2为本设计的背面示意图。基于RFID的电子车牌天线的设计，包括九二式车牌1，位于九二式车牌1上的主辐射单元2，位于九二式车牌1内侧的RFID有源芯片3，其特征在于：所述主辐射单元2为在九二式车牌1上直接开槽的缝隙天线；所述主辐射单元2通过馈线4连接到有源芯片3；所述微主辐射单元2、阻抗匹配馈线4沿同一纵向中心轴对称分布。
通过增加与优化主辐射单元2上矩形锯齿凸起5，增大长边缝隙的长度，克服车牌尺寸对于设计的限制，当矩形锯齿凸起5的加大到22mm时，天线谐振在2.430GHz，该天线的工作频段范围为2.380GHz～2.498GHz，带宽为118MHz，如图3所示。从结果中可以看出，所设计的缝隙天线有足够的带宽覆盖2.45GHz频段范围，能够满足实际应用中的需要。
图4至图6所示为频率为2.45GHz时天线在不同角度时的二维方向图。从图中可以看出天线辐射能量在空间的分布情况。该天线的最大增益为10.6dBi，说明该天线是一个高增益天线。上述方向图能够满足实际应用的需要，在电子车牌识别系统中，可将阅读器安置在路边的灯柱上，两侧上倾的波束可使阅读器与电子车牌通信，也可将阅读器架设在收费站的上方，正中间上倾的波束可使阅读器与电子车牌通信。

Claims (5)

1.一种基于RFID的电子车牌天线，包括九二式车牌(1)，位于九二式车牌(1)上的主辐射单元(2)，位于九二式车牌(1)内侧的RFID有源芯片(3)。
2.如权利要求1所述的基于RFID的电子车牌天线，其特征在于：所述主辐射单元(2)为在九二式车牌(1)上直接开槽的缝隙天线。
3.如权利要求2所述的基于RFID的电子车牌天线，其特征在于：在九二式车牌上直接开槽出主辐射单元(2)，逐步增加主辐射单元(2)上的矩形锯齿 (5)并调整其位置，对阻抗匹配馈线(4)结构进行优化改进。
4.如权利要求2所述的基于RFID的电子车牌天线，其特征在于：所述主辐射单元(2)通过馈线(4)连接到有源芯片（3）。
5.如权利要求2所述的基于RFID的电子车牌天线，所述主辐射单元(2)、阻抗匹配馈线(4)沿同一纵向中心轴对称分布。
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