CN109103573A - 一种宽带高增益圆极化rfid天线 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种宽带高增益圆极化RFID天线，涉及通信技术领域，包括金属辐射片、振子片组合结构、金属反射板与馈电网络，振子片组合结构包括单面部分覆铜的第一振子片和单面部分覆铜的第二振子片，所述的第一振子片和第二振子片垂直交叉嵌套设置；本天线是一种可覆盖全球UHF RFID工作频段(840‑960MHz)的高增益、小轴比、低驻波的通用圆极化RFID天线；天线高度仅为0.1λ，金属辐射片尺寸仅为0.35λ，具有低剥面，小口径的特点，易于系统集成；馈电网络由同轴电缆构成，天线结构简洁，易于组装，且具有成本优势。

Description

一种宽带高增益圆极化RFID天线
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种宽带高增益圆极化RFID天线。
背景技术
RFID技术是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。与传统的自动识别系统(如条形码)相比，RFID技术具有如下优势：1、可以定向或不定向的远距离读取或写入数据，无需保持识别的目标可见；2、可以透过外部材料读取数据；3、在恶劣环境下工作；4、同时处理多个电子标签；4、能够储存的信息量很大；5、可以通过RFID标签对物体进行物理定位等。RFID天线作为射频识别系统的关键性部件，其所形成的电磁场强度和分布范围决定了RFID系统的识别距离与范围。为了减小RFID系统能量传输的损耗，RFID系统一般采用圆极化天线。
当前，各国都有各自的UHF RFID工作频段。例如，中国的频段为840.5-844.5MHz和920.5-924.5MH，欧洲为866-869MHz，美洲为902-928MHz，日本为952-955MHz等，即全球UHFRFID的频带需要覆盖的范围为840-960MHz。现有技术的RFID天线通常为单点或多点馈电的微带天线，通过激励起两个空间与时间上都相互正交的谐振场来产生圆极化场，如中国专利CN 103474764 A所提出的微带天线阵。单点馈电的微带天线具有结构简单，易于加工等优点，但其所具有的阻抗带宽、轴比带宽都比较窄(小于5％)，且增益较低，无法满足全球UHF RFID频段的工作需求。因此，有必要提出一种覆盖全球UHF RFID工作频段(840-960MHz)的高增益、小轴比、低驻波的通用圆极化RFID天线。
发明内容
本发明针对背景技术的问题提供一种宽带高增益圆极化RFID天线，以解决现有天线阻抗带宽窄、轴比带宽窄，增益低等缺陷。
为了实现上述目的，本发明提出一种宽带高增益圆极化RFID天线，包括：金属辐射片、振子片组合结构、金属反射板与馈电网络，所述的金属辐射片与金属反射板平行设置，金属辐射片与金属反射板之间固定设置有振子片组合结构，所述的馈电网络设置于振子片组合结构内部振子片侧面。
优选地，所述的振子片组合结构，上端固定连接金属辐射片，下端固定连接金属反射板，振子片组合结构包括单面部分覆铜的第一振子片和单面部分覆铜的第二振子片，所述的第一振子片和第二振子片垂直交叉嵌套设置。
优选地，所述的金属辐射片呈正方形，振子片组合结构与金属辐射片的接触线呈十字型，所述十字型与金属辐射片的对角线重合。
优选地，所述的馈电网络包括第一电缆和第二电缆，所述的第一电缆和第二电缆均为局部裸露芯线与屏蔽层的同轴电缆，分别焊接于振子片组合结构中两个振子片的覆铜面，且保持裸露芯线悬空。
优选地，所述的金属辐射片与金属反射板之间的距离为0.1λ，λ为天线工作中心频率自由空间波长。
优选地，所述的金属辐射片，其边长为0.35λ。
优选地，所述的第一电缆和第二电缆焊接部分上下交叉且垂直放置。尾部则通过接线端子与35欧姆阻抗变换电缆相连，形成宽带阻抗匹配的天线射频端口；
优选地，所述的第一电缆和第二电缆内部电信号具有90°相位差。
本发明提出一种宽带高增益圆极化RFID天线，克服现有技术微带RFID天线阻抗带宽窄、轴比带宽窄，增益低等缺陷。该天线第一振子片与第二振子片空间正交设置、馈电网络达成两路等幅度、相位差为90°的线极化激励，是一种可覆盖全球UHF RFID工作频段(840-960MHz)的高增益、小轴比、低驻波的通用圆极化RFID天线；天线高度仅为0.1λ，金属辐射片尺寸仅为0.35λ，具有低剥面，小口径的特点，易于系统集成；馈电网络由同轴电缆构成，天线结构简洁，易于组装，且具有成本优势。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明一种实施例中宽带高增益圆极化RFID天线结构示意图；
图2为本发明一种实施例中宽带高增益圆极化RFID天线俯视图；
图3为本发明一种实施例中宽带高增益圆极化RFID天线结构细节图；
图4为本发明一种实施例中天线增益与辐射方向图；
图5为本发明一种实施例中天线轴比测试图；
图6为本发明一种实施例中天线电压驻波比侧视图；
符号说明：
1-金属辐射片；2-振子片组合结构；3-金属反射板；4-馈电网络；5-覆铜；201-第一振子片；202-第二振子片；401-第一电缆；402-第二电缆；
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种宽带高增益圆极化RFID天线；
本发明一种优选实施例中，如图1和图2所示，包括：金属辐射片1、振子片组合结构2、金属反射板3与馈电网络4，所述的金属辐射片1与金属反射板3平行设置，金属辐射片1与金属反射板3之间固定设置有振子片组合结构2，所述的馈电网络4焊接于振子片组合结构2内部振子片侧面；所述的金属辐射片1与金属反射板3之间的距离即天线高度为0.1λ，其中λ为天线工作中心频率的自由空间波长；所述的金属辐射片1呈正方形，所述的金属辐射片1，边长为0.35λ；
本发明实施例中，所述的振子片组合结构2，上端固定连接金属辐射片1，下端固定连接金属反射板3，如图3所示，振子片组合结构2包括第一振子片201和第二振子片202，均采用单面部分覆铜5的矩形PCB介质板，所述的第一振子片201和第二振子片202垂直交叉嵌套设置；如图2所示，振子片组合结构2与金属辐射片1的接触线呈十字型，所述十字型与金属辐射片1的对角线重合，即第一振子片201在金属辐射片1上的投影直线与金属辐射片1的一条对角线重合，第二振子片202在金属辐射片1上的投影直线与金属辐射片1的另一条对角线重合。
本发明一种优选实施例中，如图3所示，所述的馈电网络4包括焊接于第一振子片201覆铜面上的第一电缆401、焊接于第二振子片202覆铜面上的第二电缆402，所述的第一电缆401和第二电缆402均为局部裸露芯线与屏蔽层的50欧姆同轴电缆，裸露的屏蔽层以横平竖直的方式焊接在对应振子片覆铜面上，裸露的芯线则保持悬空状态。
本发明一种优选实施例中，如图3所示，所述第一电缆401和第二电缆402焊接部分为上下交错放置，尾部则通过接线端子与35欧姆阻抗变换电缆相连，形成宽带阻抗匹配的天线射频端口。
本发明所述第一电缆401和第二电缆402之间，通过设置电缆长度差或者设置移相装置形成90°相位差，即电信号在电缆401上传输较在电缆402超前或滞后90°相位。通过上述设置，两路空间正交、等幅度、相位差为90°线极化模式可以同时激励，最终形成小轴比的圆极化天线。
本发明实施例中，如图4所示，此图为该圆极化RFID天线的增益与方向图测量结果，图中图例显示了840、900、960MHz三个频点的增益(9dBi左右)与半功率波束宽度(65度左右)；
本发明实施例中，如图5所示，该图主要呈现天线最大辐射方向的轴比在工作频段范围内(840-960MHz)随频率的变化情况，如图可知在工作频带范围内轴比＜2dB。
本发明实施例中，如图6所示，该图主要呈现该RFID天线在工作频段范围内(840-960MHz)电压驻波比随频率的变化情况，如图可知在工作频段范围内电压驻波比＜1.3dB。
综上所述，所述宽带高增益圆极化RFID天线的工作频率为840-960MHz；在工作频率范围内有：增益＝9dBi；轴比＜2dB；电压驻波比＜1.3；半功率波束宽度＝65°。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种宽带高增益圆极化RFID天线，其特征在于，包括：金属辐射片、振子片组合结构、金属反射板与馈电网络，所述的金属辐射片与金属反射板平行设置，金属辐射片与金属反射板之间通过振子片组合结构固定设置，所述的馈电网络设置于振子片组合结构的内部振子片侧面。
2.根据权利要求1所述的宽带高增益圆极化RFID天线，其特征在于，所述的振子片组合结构，上端固定连接金属辐射片，下端固定连接金属反射板，振子片组合结构包括单面部分覆铜的第一振子片和单面部分覆铜的第二振子片，所述的第一振子片和第二振子片垂直交叉嵌套设置。
3.根据权利要求1所述的宽带高增益圆极化RFID天线，其特征在于，所述的金属辐射片呈正方形，振子片组合结构与金属辐射片的接触线呈十字型，所述十字型与金属辐射片的对角线重合。
4.根据权利要求1所述的宽带高增益圆极化RFID天线，其特征在于，所述的馈电网络包括第一电缆和第二电缆，所述的第一电缆和第二电缆均为局部裸露芯线与屏蔽层的同轴电缆，分别固定于振子片组合结构内部振子片的覆铜面，且保持裸露芯线悬空。
5.根据权利要求1所述的宽带高增益圆极化RFID天线，其特征在于，所述的金属辐射片与金属反射板之间的距离为0.1倍的天线工作中心频率于自由空间的波长。
6.根据权利要求3所述的宽带高增益圆极化RFID天线，其特征在于，所述的金属辐射片，其边长为0.35倍的天线工作中心频率于自由空间的波长。
7.根据权利要求4所述的宽带高增益圆极化RFID天线，其特征在于，所述的第一电缆的上端和第二电缆的固定部上下交叉且垂直放置；尾部则通过接线端子与阻抗变换电缆相连，形成宽带阻抗匹配的天线射频端口。
8.根据权利要求7所述的宽带高增益圆极化RFID天线，其特征在于，所述的第一电缆和第二电缆内部电信号具有90°相位差。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109687168A (zh) * 2019-02-27 2019-04-26 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种形变振子圆极化天线

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060059437A (ko) * 2004-11-29 2006-06-02 주식회사 케이티프리텔 이중 편파 수신 구조를 갖는 안테나 장치
US20150061957A1 (en) * 2013-08-28 2015-03-05 Wistron Neweb Corp. Cross-type transmission module and assembly method thereof
CN105449361A (zh) * 2015-11-17 2016-03-30 西安电子科技大学 宽带双极化基站天线单元
CN107248617A (zh) * 2017-07-20 2017-10-13 广东曼克维通信科技有限公司 微带贴片天线
CN208336496U (zh) * 2018-07-03 2019-01-04 广东博纬通信科技有限公司 一种宽带高增益圆极化rfid天线

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060059437A (ko) * 2004-11-29 2006-06-02 주식회사 케이티프리텔 이중 편파 수신 구조를 갖는 안테나 장치
US20150061957A1 (en) * 2013-08-28 2015-03-05 Wistron Neweb Corp. Cross-type transmission module and assembly method thereof
CN105449361A (zh) * 2015-11-17 2016-03-30 西安电子科技大学 宽带双极化基站天线单元
CN107248617A (zh) * 2017-07-20 2017-10-13 广东曼克维通信科技有限公司 微带贴片天线
CN208336496U (zh) * 2018-07-03 2019-01-04 广东博纬通信科技有限公司 一种宽带高增益圆极化rfid天线

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109687168A (zh) * 2019-02-27 2019-04-26 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种形变振子圆极化天线
CN109687168B (zh) * 2019-02-27 2024-06-11 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种形变振子圆极化天线

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