CN109638417B - 一种应用于rfid的小型化低剖面定向阅读器天线及终端 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种应用于RFID的小型化低剖面定向阅读器天线，所述上下设置的环形接地板与缺陷缝隙结构反射板，所述环形接地板包含环形贴片，所述环形贴片的内侧设置有第一贴片、第二贴片、第三贴片以及第四贴片，所述缺陷缝隙结构反射板上蚀刻有第一闭合环形缝隙与第二闭合环形缝隙；本发明还涉及一种终端。本发明不仅结构设计简单、合理，而且可以实现天线宽阻抗带宽，同时缺陷缝隙结构反射板的设计，既降低了天线的剖面高度，也保证了天线在物联网频段具有良好的定向辐射特性，适合应用在移动终端设备中。
Description
技术领域
本发明涉及一种应用于RFID的小型化低剖面定向阅读器天线及终端。
背景技术
随着“工业化与信息化融合”、“智慧地球”、“传感中国”等概念的提出，物联网作为战略型新兴产业的重要代表性领域，掀起了第三次信息技术浪潮。物联网就是通过射频识别（Radio Frequency identification，RFID）、红外传感器、无线传感技术、激光扫描器、全球定位系统等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与Internet连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。在这个网络中，其实质就是利用无线RFID技术，桶过计算机互联网实现物品的自动识别和信息的互联和共享。
天线作为RFID系统的重要组成部分，处于RFID系统的最前端，是电磁波的出口和入口，电磁波的发射与接收都是依靠天线来完成的。天线是影响RFID系统可靠性等性能的关键因素之一，选择合适的天线使其满足系统所需的性能指标的要求是非常重要的。定向天线具有以下优点：1.具有较大的前向增益；2.能抑制后向信号。当前RFID天线背面的标签对它造成潜在的干扰是不可忽视的。RFID天线除了追求性能和品质的提升外，将朝着宽频及多频的应用方面发展，在具体制作技术上将朝着低剖面、定向辐射及易于制作的方向发展。因此对于低剖面定向天线在RFID系统中的应用的研究十分必要。
发明内容
鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种应用于RFID的小型化低剖面定向阅读器天线及终端，不仅结构设计合理，而且覆盖RFID频段，剖面高度低、性能良好，适合应用在移动终端设备中。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种应用于RFID的小型化低剖面定向阅读器天线，所述上下设置的环形接地板与缺陷缝隙结构反射板，所述环形接地板包含环形贴片，所述环形贴片的内侧设置有第一贴片、第二贴片、第三贴片以及第四贴片，所述缺陷缝隙结构反射板上蚀刻有第一闭合环形缝隙与第二闭合环形缝隙。
进一步的，所述第一贴片、第二贴片以及第三贴片均呈矩形，所述第四贴片呈L形。
进一步的，所述第一贴片设置在环形贴片的内部左侧，所述第二贴片设置在环形贴片的内部左上角处，所述第三贴片设置在环形贴片的内部右下角处，所述第四贴片设置在环形贴片的内部右侧，所述第一贴片与环形贴片的内侧下沿之间具有缝隙，所述第四贴片与环形贴片的内侧上沿之间具有缝隙。
进一步的，所述第一闭合环形缝隙与第二闭合环形缝隙同心设置，所述第一闭合环形缝隙套设在第二闭合环形缝隙的外侧。
进一步的，所述环形接地板与缺陷缝隙结构反射板之间设置有介质层。
进一步的，所述环形接地板印制在第一介质基板上，所述缺陷缝隙结构反射板印制在第二介质基板上。
进一步的，所述环形接地板的内侧设置有辐射单极子，所述辐射单极子的始端接SMA内芯，所述辐射单极子与SMA内芯的焊点置于环形接地板的缺口处，所述辐射单极子与SMA内芯的焊点与环形接地板的左右两侧均具有缝隙。
进一步的，所述辐射单极子沿x轴负向印制在第一介质基板上，且所述辐射单极子关于y轴左右对称。
进一步的，所述环形接地板关于辐射单极子左右对称，所述环形接地板接SMA的外部引脚。
一种终端，所述终端包括上述任一项所述的应用于RFID的小型化低剖面定向阅读器天线。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明不仅结构设计简单、合理，而且可以实现天线宽阻抗带宽，同时缺陷缝隙结构反射板的设计，既降低了天线的剖面高度，也保证了天线在物联网频段具有良好的定向辐射特性，适合应用在移动终端设备中。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
附图说明
图1为本发明实施例构造的立体图；
图2为本发明实施例构造的主视图；
图3为本发明实施例的第一介质基板上表面的结构示意图；
图4为本发明实施例的第二介质基板下表面的结构示意图；
图5为本发明实施例的反射系数仿真结果图；
图6为本发明实施例在XOZ面辐射方向图；
图7为本发明实施例在YOZ面辐射方向图；
图8为本发明实施例的增益仿真结果图。
图中：1-环形接地板，101-环形贴片，102-第一贴片，103-第二贴片，104-第三贴片，105-第四贴片，2-缺陷缝隙结构反射板，201-第一闭合环形缝隙，202-第二闭合环形缝隙，3-空气层，4-第一介质基板，5-第二介质基板，6-辐射单极子，A-辐射单极子与SMA内芯的焊点。
具体实施方式
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。
如图1~8所示，一种应用于RFID的小型化低剖面定向阅读器天线，所述上下设置的环形接地板1与缺陷缝隙结构反射板2，所述环形接地板1包含环形贴片101，所述环形贴片101的内侧设置有第一贴片102、第二贴片103、第三贴片104以及第四贴片105，所述缺陷缝隙结构反射板2上蚀刻有第一闭合环形缝隙201与第二闭合环形缝隙202；所述第一贴片102、第二贴片103、第三贴片104以及第四贴片105有助于提高天线的定向辐射，有利于增加天线带宽，所述第一闭合环形缝隙201与第二闭合环形缝隙202既降低了天线的剖面高度，也保证了天线在物联网频段具有良好的定向辐射特性；通过调整所述第一贴片102、第二贴片103、第三贴片104以及第四贴片105的尺寸来激励RFID的高频（900-930MHz）频段，并通过调整所述第一闭合环形缝隙201与第二闭合环形缝隙202的位置、尺寸等各参数值，可实现天线的定向辐射。
在本发明实施例中，所述第一贴片102、第二贴片103以及第三贴片104均呈矩形，所述第四贴片105呈L形。
在本发明实施例中，所述第一贴片102设置在环形贴片101的内部左侧，所述第二贴片103设置在环形贴片101的内部左上角处，所述第三贴片104设置在环形贴片101的内部右下角处，所述第四贴片105设置在环形贴片101的内部右侧，所述第一贴片102与环形贴片101的内侧下沿之间具有缝隙，所述第四贴片105与环形贴片101的内侧上沿之间具有缝隙；优选的，所述第一贴片102与环形贴片101的内侧下沿之间的缝隙为10~20mm，根据实际情况而定，并不局限于此，所述第四贴片105与环形贴片101的内侧上沿之间的缝隙为5~15mm，根据实际情况而定，并不局限于此。
在本发明实施例中，所述第一闭合环形缝隙201与第二闭合环形缝隙202同心设置，所述第一闭合环形缝隙201套设在第二闭合环形缝隙202的外侧；优选的，所述第一闭合环形缝隙201呈类方形，所述第二闭合环形缝隙202呈圆环形，所述第一闭合环形缝隙201与第二闭合环形缝隙202也可以为其他形状，根据实际情况而定，并不局限于此，所述第一闭合环形缝隙201的宽度为2~3 mm，所述第二闭合环形缝隙202的宽度为3~5mm，根据实际情况而定，并不局限于此；在所述缺陷缝隙结构反射板2的平面上加载闭合环形缝隙可减小缺陷缝隙结构反射板2的面积和天线的剖面高度。
在本发明实施例中，所述环形接地板1与缺陷缝隙结构反射板2之间设置有介质层3，优选的，所述介质层3的高度为5~10mm，所述介质层3可以为空气或者基质板形成，根据实际情况而定，并不局限于此。
在本发明实施例中，所述环形接地板1印制在第一介质基板4上，所述缺陷缝隙结构反射板2印制在第二介质基板5上；优选的，所述环形接地板1印制在第一介质基板4的上表面或者第一介质基板4的下表面，所述缺陷缝隙结构反射板2印制在第二介质基板5的上表面或者第二介质基板5的下表面，根据实际情况而定，并不局限于此；所述第一介质基板4经螺丝螺母组件与第二介质基板5相连接。
在本发明实施例中，所述环形接地板1的内侧设置有辐射单极子6，所述辐射单极子6的始端接SMA内芯，所述辐射单极子6与SMA内芯的焊点置于环形接地板1的缺口处，所述辐射单极子6与SMA内芯的焊点与环形接地板1的左右两侧均具有缝隙，优选的，所述辐射单极子6与SMA内芯的焊点与环形接地板1的左右两侧的缝隙为0.5~1.5mm，根据实际情况而定，并不局限于此。
在本发明实施例中，所述辐射单极子6沿x轴负向印制在第一介质基板4上，且所述辐射单极子6关于y轴左右对称。
在本发明实施例中，所述环形接地板1关于辐射单极子6左右对称，所述环形接地板1接SMA的外部引脚。
在本发明实施例中，一种终端，所述终端包括上述任一项所述的应用于RFID的小型化低剖面定向阅读器天线。
上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。
本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
Claims (5)
1.一种应用于RFID的小型化低剖面定向阅读器天线，其特征在于：包括上下设置的环形接地板与缺陷缝隙结构反射板，所述环形接地板包含环形贴片，所述环形贴片的内侧设置有第一贴片、第二贴片、第三贴片以及第四贴片，所述缺陷缝隙结构反射板上蚀刻有第一闭合环形缝隙与第二闭合环形缝隙；
所述第一贴片、第四贴片以及第三贴片均呈矩形，所述第二贴片呈L形；
所述第一贴片设置在环形贴片的内部左侧，所述第二贴片设置在环形贴片的内部左上角处，所述第三贴片设置在环形贴片的内部右下角处，所述第四贴片设置在环形贴片的内部右侧，所述第一贴片与环形贴片的内侧下沿之间具有缝隙，所述第四贴片与环形贴片的内侧上沿之间具有缝隙；
所述环形接地板与缺陷缝隙结构反射板之间设置有介质层；
所述环形接地板的内侧设置有辐射单极子，所述辐射单极子的始端接SMA内芯，所述辐射单极子与SMA内芯的焊点置于环形接地板的缺口处，所述辐射单极子与SMA内芯的焊点与环形接地板的左右两侧均具有缝隙；
所述环形接地板关于辐射单极子左右对称，所述环形接地板接SMA的外部引脚。
2.根据权利要求1所述的一种应用于RFID的小型化低剖面定向阅读器天线，其特征在于：所述第一闭合环形缝隙与第二闭合环形缝隙同心设置，所述第一闭合环形缝隙套设在第二闭合环形缝隙的外侧。
3.根据权利要求1所述的一种应用于RFID的小型化低剖面定向阅读器天线，其特征在于：所述环形接地板印制在第一介质基板上，所述缺陷缝隙结构反射板印制在第二介质基板上。
4.根据权利要求1所述的一种应用于RFID的小型化低剖面定向阅读器天线，其特征在于：所述辐射单极子印制在第一介质基板上，且所述辐射单极子左右对称。
5.一种终端，其特征在于：所述终端包括如权利要求1~4任一项所述的应用于RFID的小型化低剖面定向阅读器天线。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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