CN109994816A - 微带分支线结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微带分支线结构，其安装于超高频射频识别系统，所述超高频射频识别系统用于读取超高频射频识别标签，所述微带分支线结构包括介质基材、形成于介质基材第一表面的导体、形成于所述介质基材第二表面的接地部，所述导体包括微带主传输线、垂直延伸于所述微带主传输线一侧的若干分支线、分别位于所述微带主传输线自由端的第一连接部、第二连接部，因为用于超高频射频识别的微带分支线结构或多个微带分支线级联后的整体结构的最末端连接匹配负载，所以整个强磁近场体现出相位峰谷实时变化的行波特性，而不再是驻波，这就避免了弱区盲区的出现。
Description
【技术领域】
本发明涉及信号传输领域，具体为一种微带分支线结构。
【背景技术】
随着射频识别(RFID)芯片性能的持续提升和芯片价格的不断降低，2015年开始超高频(UHF)射频识别技术的发展和应用进入快车道。国民经济的各个部门，越来越多的实际项目中开始使用超高频射频识别技术来盘点物品，辨识人员，从而帮助完成清点、查找、追溯、计时、收费等一系列人力无法胜任的管理工作。然而，在实际使用中，超高频射频识别技术表现并不尽如人意，电子标签要么漏读、要么误读，总是难以获得令人满意的识别率。这是因为通常实际应用环境是复杂和难以预计的。周围物体对电磁场的反复反射和折射、液体和金属对标签天线匹配性能的影响、以及电磁场辐射远场中场的衰落规律等因素综合起来造成了整个识读区域内外电磁场盲区弱区分布的随机性、不确定性、和易扰动性，从而造成超高频射频识别的漏读和误读问题。
为避免周围环境对电磁场的反复反射和折射，减小液体金属对标签天线匹配性能的影响，适应从物品的大包装射频识别标签、托盘射频识别标签向着单品级射频识别标签迈进的趋势，越来越多的用于识别单品级射频识别标签，与射频识别读写器配套使用的近场天线结构被提出。这些天线各具特点，但也存在一定的不足，主要表现在：
1.大多数近场天线结构可以被看作是若干个天线辐射单元的组合，通过设计组合在需要的读取区域形成环形电流，从而产生强磁近场。这些天线辐射单元辐射出的电磁波会受到周围物体对电磁场的反复反射和折射的影响，读取场区内不可避免地存在弱区和盲区造成漏读现象，读取场区之外也会形成强区造成误读问题。此外这种强区弱区的分布很容易受外界物体运动的影响，发生改变。
2.目前市场上或者文献中提出的近场天线结构精巧复杂，难以加工，成本居高不下，这影响了基于近场天线的射频识别系统的进一步推广应用。这些近场天线都是精心设计调试的成果。它们往往对生产的加工精度、公差、材料的温度特性等要求很高。这也影响了量产的成品率和产品的应用范围。
本发明提出了一种用于超高频射频识别的微带分支线结构，用来替代近场天线，与超高频射频识别读写器配合使用，读取单品级超高频射频识别标签，完全解决了近场天线存在的上述问题。本发明将极大推进射频识别技术的推广应用，使得整个物联网底层的基础识别技术向着实用性可靠性目标前进一大步。
由此可见，提供一种微带分支线结构是本领域亟需解决的问题。
【发明内容】
本发明针对上述问题，提供微带分支线结构，完全解决了近场天线存在的上述问题。
为了解决上述问题，本发明提供的一种微带分支线结构，其安装于超高频射频识别系统，所述超高频射频识别系统用于读取超高频射频识别标签，所述微带分支线结构包括介质基材、形成于介质基材第一表面的导体、形成于所述介质基材第二表面的接地部，所述导体包括微带主传输线、垂直延伸于所述微带主传输线一侧的若干分支线、分别位于所述微带主传输线自由端的第一连接部、第二连接部，所述若干分支线相互平行间隔设置，所述第一连接部连接馈点或者匹配负载中其中之一，所述第二连接部连接馈点或者匹配负载中其另一个，分支线与微带主传输线位于同一个平面内。
进一步的，每个导体中的各分支线长度不完全相同。
进一步的，第一连接部、第二连接部与微带主传输线一体成型。
进一步的，若干分支线在微带主传输线一侧等距分布。
进一步的，所述介质基材为低损耗射频电路板、FR4电路板、工程塑料中其中一种。
进一步的，所述导体为若干个，所述导体相互级联，位于起始端导体的第一连接部连接于馈点与匹配负载中其中一个，位于末端导体的第二连接部连接于馈点与匹配负载中另一个，并且其余相邻导体中，上级导体的第二连接部连接于下级导体的第一连接部。
进一步的，所述导体的数量至少为1，若干导体中的分支线数量至少部分相同。
进一步的，相邻导体通过连接线相互级联，所述连接线为线缆或者微带线，所述线缆为同轴电缆。
进一步的，微带分支线结构中的微带主传输线的总长度至多为10米。
进一步的，所述分支线长度取值范围是超高频射频识别系统工作中心频率所对应的五分之一到三分之一个空间波长。
本发明中的微带分支线结构，利用相邻开路微带分支线电流的空间耦合，以及微带主传输线和微带分支线连接处的不连续性，在整个微带分支线结构的上方形成形状规整、分布均匀、取值平坦的强磁近场。因为用于超高频射频识别的微带分支线结构或多个微带分支线级联后的整体结构的最末端连接匹配负载，所以整个强磁近场体现出相位峰谷实时变化的行波特性，而不再是驻波，这就避免了弱区盲区的出现。
【附图说明】
图1是本发明微带分支线结构的结构示意图。
图2是图1中微带分支线结构的另一视角的结构示意图
【具体实施方式】
参见图1至图2，给出了本发明中微带分支线结构，微带分支线结构包括介质基材1、形成于介质基材1第一表面的导体2、形成于所述介质基材1第二表面的金属地3，第一表面与第二表面相对设置。所述导体2包括微带主传输线21、位于所述微带主传输线一侧的若干分支线22、分别位于所述微带主传输线21自由端的第一连接部23与第二连接部24。分支线22与微带主传输线21位于同一个平面内，并且所述微带主传输线21垂直于若干分支线，所述分支线相互平行间隔设置。第一连接部23连接馈点或者匹配负载中其中之一，第二连接部24连接馈点与匹配负载中另一个。第一连接部23、第二连接部24与微带主传输线一体成型。所述分支线22在微带主传输线21一侧等距分布。所述介质基材1为低损耗射频电路板、FR4电路板、工程塑料中其中一种。
优选方案中，微带分支线结构包括形成于同一个介质基材1中若干导体，若干导体相互级联，若干导体包括第一导体、第二导体、第三导体，所述第一导体的第一连接部连接于所述第二导体的第二连接部，所述第二导体的第一连接部连接于第三导体的第二连接部，所述第一导体的第二连接部连接馈点或者匹配负载中其中之一，第三导体的第一连接部连接馈点与匹配负载中另一个。若干导体通过连接线相互级联，连接线为微带线或者线缆，所述线缆为同轴电缆，第一导体、第二导体、第三导体中的分支线数量可以相同，也可以不同，使用者可以根据需要选择分支线数量合适的导体并连接馈电和者匹配负载，或者根据需要级联若干个数量合适的导体并在分别首末两个导体连接馈电和者匹配负载其中之一。
所述微带分支结构用于超高频射频识别系统，所述超高频射频识别系统还具有超高频射频识别读写器，所述超高频识别读写器连接微带分支结构后读取超高频射频识别标签。
所述微带分支结构中的分支线22长度是超高频射频识别系统工作中心频率所对应的五分之一到三分之一个空间波长。所述分支线长度在个别位置可以与其它分支线不一致，去除结构零点的效应，微带分支线结构具有均匀的强磁近场分布。
微带分支线结构中的微带主传输线21的总长度至多为10米，即不超过10米。微带分支线结构中的若干导体相互级联后的所有微带主传输线总长度也是至多为10米，即不超过10米。
本发明提出了一种用于超高频射频识别的微带分支线结构，用来替代近场天线，与超高频射频识别读写器配合使用，读取单品级超高频射频识别标签，完全解决了近场天线存在的上述问题。用于超高频射频识别的微带分支线结构，利用相邻开路分支线电流的空间耦合，以及微带主传输线和分支线连接处的不连续性，在整个微带分支线结构的上方形成形状规整、分布均匀、取值平坦的强磁近场。因为用于超高频射频识别的微带分支线结构或多个导体级联后的整体结构的最末端连接匹配负载，所以整个强磁近场体现出相位峰谷实时变化的行波特性，而不再是驻波，这就避免了弱区盲区的出现。
本发明中用于超高频射频识别的微带分支线结构长度可调，使用方便，使用者可根据需要选择分支线个数合适的微带分支线结构，或者根据需要级联多个用于超高频射频识别的微带分支线结构。级联后总的微带主传输线长度可调整至数米乃至数十米。本发明中的用于超高频射频识别的微带分支线结构具有相当出色的射频读取性能，成功地将电磁近场束缚在其正上方，彻底解决了困扰超高频射频识别多年的漏读和误读问题。同时，经过小批量生产测试，验证了这种微带分支线结构具有宽频带适应性、宽温度适应性、宽加工容差、宽介电常数适应性。其金属接地平面还可以加工印刷电路，直接将射频前端和超高频射频识别的微带线合为一体，是一种极其出色并具有广泛实用价值的结构。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种微带分支线结构，其安装于超高频射频识别系统，所述超高频射频识别系统用于读取超高频射频识别标签，所述微带分支线结构包括介质基材(1)、形成于介质基材(1)第一表面的导体(2)、形成于所述介质基材(1)第二表面的接地部，其特征在于，所述导体(2)包括微带主传输线(21)、垂直延伸于所述微带主传输线一侧的若干分支线(22)、分别位于所述微带主传输线(21)自由端的第一连接部(23)、第二连接部(24)，所述若干分支线(22)相互平行间隔设置，所述第一连接部连接馈点或者匹配负载中其中之一，所述第二连接部连接馈点或者匹配负载中其另一个，分支线与微带主传输线位于同一个平面内。
2.根据权利要求1所述的微带分支线结构，其特征在于，每个导体中的各分支线长度不完全相同。
3.根据权利要求1所述的微带分支线结构，其特征在于，第一连接部、第二连接部与微带主传输线一体成型。
4.根据权利要求1所述的微带分支线结构，其特征在于，若干分支线在微带主传输线一侧等距分布。
5.根据权利要求1所述的微带分支线结构，其特征在于，所述介质基材为低损耗射频电路板、FR4电路板、工程塑料中其中一种。
6.根据权利要求1所述的微带分支线结构，其特征在于，所述导体为若干个，所述导体相互级联，位于起始端导体的第一连接部连接于馈点与匹配负载中其中一个，位于末端导体的第二连接部连接于馈点与匹配负载中另一个，并且其余相邻导体中，上级导体的第二连接部连接于下级导体的第一连接部。
7.根据权利要求6所述的微带分支线结构，其特征在于，所述导体的数量至少为1，若干导体中的分支线数量至少部分相同。
8.根据权利要求6或7所述的微带分支线结构，其特征在于，相邻导体通过连接线相互级联，所述连接线为线缆或者微带线，所述线缆为同轴电缆。
9.根据权利要求1所述的微带分支线结构，其特征在于，微带分支线结构中的微带主传输线的总长度至多为10米。
10.根据权利要求1或2所述的微带分支线结构，其特征在于，所述分支线长度取值范围是超高频射频识别系统工作中心频率所对应的五分之一到三分之一个空间波长。
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