CN111029722A - Rfid天线及rfid设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了RFID天线及RFID设备，RFID天线将第一功分器、第二功分器、第三功分器、第一微带线、第二微带线、第三微带线、第一天线振子、第二天线振子、第三天线振子、第四天线振子固定于PCB板上，第一功分器依次与第二功分器、第一天线振子连接，用于传输第一方向的信号，第二功分器还依次与第一微带线、第二天线振子连接，用于传输第二方向的信号，第一功分器还依次与第二微带线、第三功分器、第三天线振子连接，用于传输第一方向的信号，第三功分器还依次与第三微带线、第四天线振子连接，用于传输第二方向的信号；解决了RFID天线由于频率特性的约束，无法满足宽频段覆盖、小型化及低成本的需求；提供了一种小型化、频段覆盖范围大、低成本的RFID天线。

Description

RFID天线及RFID设备
技术领域
本发明涉及天线技术领域，尤其是涉及一种RFID天线及RFID设备。
背景技术
RFID：Radio Frequency Identification，射频识别，是一种利用射频信号自动识别目标对象并获取相关信息的技术。
随着RFID通信技术的快速发展，RFID技术的相关产品已经广泛应用于人们日常的工作、生活的各个方面。在物流运输、医疗、文档管理等方面，RFID设备由于具有灵活性高、便于移动盘点的又有从而具有巨大的市场潜力。
伴随着RFID设备的广泛应用，用户对RFID设备的性能要求也随之提升。目前RFID设备的超高频天线由于频率特性的约束，无法满足高增益、宽频段覆盖、小型化及低成本的需求。因此，RFID设备生产厂家为了满足用户的要求以获取更大的市场有必要对RFID天线做出改进。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种小型化的、频段覆盖范围大的、低成本的RFID天线。
第一方面，本发明的一个实施例提供了一种RFID天线，其包括：第一功分器、第二功分器、第三功分器、第一微带线、第二微带线、第三微带线、第一天线振子、第二天线振子、第三天线振子、第四天线振子和PCB板；
所述第一功分器、所述第二功分器、所述第三功分器、所述第一微带线、所述第二微带线、所述第三微带线、所述第一天线振子、所述第二天线振子、所述第三天线振子、所述第四天线振子均固定于所述PCB板上；
所述第一功分器依次与所述第二功分器、所述第一天线振子连接，用于传输第一方向的信号；
所述第二功分器还依次与所述第一微带线、所述第二天线振子连接，用于传输第二方向的信号；
所述第一功分器还依次与所述第二微带线、所述第三功分器、所述第三天线振子连接，用于传输所述第一方向的信号；
所述第三功分器还依次与所述第三微带线、所述第四天线振子连接，用于传输所述第二方向的信号。
本发明实施例的RFID天线至少具有如下有益效果：
本发明实施例一种RFID天线，通过将第一功分器、第二功分器、第三功分器、第一微带线、第二微带线、第三微带线、第一天线振子、第二天线振子、第三天线振子、第四天线振子固定于PCB板上，其中，第一功分器依次与第二功分器、第一天线振子连接，用于传输第一方向的信号，第二功分器还依次与第一微带线、第二天线振子连接，用于传输第二方向的信号，第一功分器还依次与第二微带线、第三功分器、第三天线振子连接，用于传输第一方向的信号，第三功分器还依次与第三微带线、第四天线振子连接，用于传输第二方向的信号；解决了现有技术中RFID天线由于频率特性的约束，无法满足宽频段覆盖、小型化及低成本的需求；提供了一种小型化的、频段覆盖范围大的、低成本的RFID天线。
根据本发明的另一些实施例的RFID天线，所述PCB板的正面设置有第一馈电点、第二馈电点、第三馈电点和第四馈电点，所述PCB板的背面设置有第一接地点、第二接地点、第三接地点和第四接地点；
所述第一天线振子的馈电点和接地点分别对应与所述第一馈电点、所述第一接地点焊接固定，使得所述第一天线振子悬挂于所述PCB板的正上方；
所述第二天线振子的馈电点和接地点分别对应与所述第二馈电点、所述第二接地点焊接固定，使得所述第二天线振子悬挂于所述PCB板的正上方；
所述第三天线振子的馈电点和接地点分别对应与所述第三馈电点、所述第三接地点焊接固定，使得所述第三天线振子悬挂于所述PCB板的正上方；
所述第四天线振子的馈电点和接地点分别对应与所述第四馈电点、所述第四接地点焊接固定，使得所述第四天线振子悬挂于所述PCB板的正上方。
根据本发明的另一些实施例的RFID天线，所述第一天线振子、所述第二天线振子、所述第三天线振子和所述第四天线振子均处于所述PCB板正上方的同一高度上。
根据本发明的另一些实施例的RFID天线，所述第一天线振子与所述第三天线振子平行设置，所述第二天线振子与所述第四天线振子平行设置，且所述第一天线振子分别与所述第二天线振子、所述第四天线振子垂直设置，所述第三天线振子分别与所述第二天线振子、所述第四天线振子垂直设置。
根据本发明的另一些实施例的RFID天线，所述第一天线振子、所述第二天线振子、所述第三天线振子、所述第四天线振子与所述PCB间均填充有泡棉，所述泡棉与所述第一天线振子、所述第二天线振子、所述第三天线振子、所述第四天线振子和所述PCB板贴合的一面均设置有双面胶，用于固定所述第一天线振子、所述第二天线振子、所述第三天线振子和所述第四天线振子。
根据本发明的另一些实施例的RFID天线，所述第一天线振子、所述第二天线振子、所述第三天线振子和所述第四天线振子上均开设有小孔，所述小孔用于增加所述RFID天线的接收增益和/或发射增益。
根据本发明的另一些实施例的RFID天线，所述第一方向为水平极化方向，所述第二方向为垂直极化方向。
根据本发明的另一些实施例的RFID天线，所述第一微带线为90度微带线，所述第二微带线为180度微带线，所述第三微带线为90度微带线。
根据本发明的另一些实施例的RFID天线，所述第一功分器、所述第二功分器和所述第三功分器均为威尔金森功分器，且所述第一功分器、所述第二功分器和所述第三功分器的工作频段均包含865MHz∽928MHz。
根据本发明的另一些实施例的RFID天线，所述第一天线振子、所述第二天线振子、所述第三天线振子和所述第四天线振子的工作频段均包含865MHz∽928MHz。
根据本发明的另一些实施例的RFID天线，所述第一微带线、所述第二微带线和所述第三微带线的工作频段均包含865MHz∽928MHz。
第二方面，本发明的一个实施例提供了一种RFID设备，其包括所述的RFID天线。
附图说明
图1是本发明实施例一种RFID天线的一具体实施例模块连接示意图；
图2是本发明实施例一种RFID天线的另一具体实施例模块连接示意图；
图3是本发明实施例一种RFID天线的一具体实施例结构示意图。
具体实施方式
以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。
在本发明实施例的描述中，如果涉及到“若干”，其含义是一个以上，如果涉及到“多个”，其含义是两个以上，如果涉及到“大于”、“小于”、“超过”，均应理解为不包括本数，如果涉及到“以上”、“以下”、“以内”，均应理解为包括本数。如果涉及到“第一”、“第二”、“第三”等，应当理解为用于区分技术特征，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
实施例一：
参照图1，在本发明实施例中，RFID天线包括PCB板以及设置于该PCB板上的第一功分器、第二功分器、第三功分器、第一微带线、第二微带线、第三微带线、第一天线振子、第二天线振子、第三天线振子和第四天线振子；其中，第一功分器依次与第二功分器、第一天线振子连接，用于传输第一方向的信号，第二功分器依次与第一微带线、第二天线振子连接，用于传输第二方向的信号，第一功分器还依次与第二微带线、第三功分器、第三天线振子连接，用于传输第一方向的信号，第三功分器还依次与第三微带线、第四天线振子连接，用于传输第二方向的信号。
本发明实施例中，功分器与功分器之间、功分器与微带线之间、功分器与天线振子之间、微带线与天线振子之间均可通过信号传输馈线连接，可使得RFID天线在PCB板上进行紧凑设置，RFID天线的整体结构小型化。另外，通过4个天线振子和3个微带线的组合实现了更大的频段覆盖，并且，本发明实施例中通过功分器、天线振子及微带线的结合对信号进行第一方向或第二方向的传输，避免了采用移相器对信号传输进行移相，导致RFID天线成本高的问题。
实施例二：
参照图2，本发明实施例中，第一功分器、第二功分器和第三功分器均为威尔金森功分器，第一微带线为90度微带线，第二微带线为180度微带线，第三微带线为90度微带线。其中，3个威尔金森功分器、2个90度微带线、180度微带线及4个天线振子的工作频段均包含了RFID通信频段的865MHz∽928MHz频段。第一威尔金森功分器依次与第二威尔金森功分器、第一天线振子连接后，用于传输水平极化方向的信号(即第一方向的信号)，第二威尔金森功分器还依次与90度微带线、第二天线振子连接后，用于传输垂直极化方向的信号(即第二方向的信号)，本实施例中，通过第二威尔金森功分器多分出1路信号与90度微带线连接后与第二天线振子连接，使得第一天线振子的信号传输极化方向和第二天线振子的信号传输极化方向互相垂直。本实施例中，第一威尔金森功分器还依次与180度微带线、第三威尔金森功分器、第三天线振子连接，用于传输水平极化方向的信号(即第一方向的信号)，通过设置有180度微带线，使得第三天线振子的信号传输极化方向与第一天线振子的信号传输极化方向一致，保证了RFID天线在传输水平极化方向的信号的稳定可靠性。本实施例中，第三威尔金森功分器还依次与90度微带线、第四天线振子连接，用于传输垂直极化方向的信号(即第二方向的信号)，在设置有180度微带线与第三威尔金森功分器连接后，再通过设置有90度微带线与第三威尔金森功分器连接，使得第四天线振子的信号传输极化方向和第二天线振子的信号传输极化方向一致，证了RFID天线在传输垂直极化方向的信号的稳定可靠性。
实施例三：
参照图3，本发明实施例中，RFID天线的PCB板100的正面(即设置有功分器、微带线的一面)设置有第一馈电点、第二馈电点、第三馈电点和第四馈电点；PCB板100的背面设置有第一接地点、第二接地点、第三接地点和第四接地点。其中，第一天线振子400的馈电点和接地点分别对应与第一馈电点、第一接地点焊接固定，使得第一天线振子400悬挂与PCB板100的正上方；第二天线振子410的馈电点和接地点分别对应与第二馈电点、第二接地点焊接固定，使得第二天线振子410悬挂与PCB板100的正上方；第三天线振子420的馈电点和接地点分别对应与第三馈电点、第三接地点焊接固定，使得第三天线振子420悬挂与PCB板100的正上方；第四天线振子430的馈电点和接地点分别对应与第四馈电点、第四接地点焊接固定，使得第四天线振子430悬挂与PCB板100的正上方。在一些实施例中，第一天线振子400与第三天线振子420平行设置，分别处于PCB板100的左右两侧，第二天线振子410和第四天线振子430平行设置，分别处于PCB半板100的上下两侧，并且，4个天线振子处于PCB板100正上方的同一高度上，第一天线振子400分别与第二天线振子410、第四天线振子430垂直，第三天线振子420分别与第二天线振子410、第四天线振子430垂直，使得4个天线振子在PCB板100的正上方呈“口字型”结构，进而使得RFID天线整体结构紧凑设置于PCB板100上，RFID天线进一步实现小型化。
在本实施例中，第一天线振子400的传输路径为：第一功分器200∽第二功分器210∽第一天线振子100；第二天线振子410的传输路径为：第一功分器200∽第二功分器210∽90度微带线300∽第二天线振子410；第三天线振子420的传输路径为：第一功分器200∽180度微带线310∽第三功分器220∽第三天线振子420；第四天线振子430的传输路径为：第一功分器200∽180度微带线310∽第三功分器220∽90度微带线320∽第四天线振子430。在实际应用中，第一天线振子400和第三天线振子420用于传输水平极化方向的信号，第二天线振子410和第四天线振子430用于传输垂直极化方向的信号。
在一些实施例中，第一天线振子400开设有第一小孔401、第二天线振子410开设有第二小孔411、第三天线振子420开设有第三小孔421、第四天线振子430开设有第四小孔431，在4个天线振子上均开设有小孔有助于增加RFID天线的收发增益。
在一些实施例中，4个天线振子与PCB板100之间填充有泡棉，泡棉与第一天线振子400、第二天线振子410、第三天线振子420、第四天线振子430和PCB100板贴合的一面均设置有双面胶，用于固定4个天线振子在PCB板上方悬挂的稳定性。
综上，本发明申请的实施例中一种RFID天线，通过将第一功分器、第二功分器、第三功分器、第一微带线、第二微带线、第三微带线、第一天线振子、第二天线振子、第三天线振子、第四天线振子固定于PCB板上，其中，第一功分器依次与第二功分器、第一天线振子连接，用于传输第一方向的信号，第二功分器还依次与第一微带线、第二天线振子连接，用于传输第二方向的信号，第一功分器还依次与第二微带线、第三功分器、第三天线振子连接，用于传输第一方向的信号，第三功分器还依次与第三微带线、第四天线振子连接，用于传输第二方向的信号；解决了现有技术中RFID天线由于频率特性的约束，无法满足宽频段覆盖、小型化及低成本的需求；提供了一种小型化的、频段覆盖范围大的、低成本的RFID天线。
实施例四：
本发明申请的实施例还提供了一种RFID设备，其中，该RFID设备包括上述实施例一至三任一项所述的RFID天线。
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (12)

1.一种RFID天线，其特征在于，包括：第一功分器、第二功分器、第三功分器、第一微带线、第二微带线、第三微带线、第一天线振子、第二天线振子、第三天线振子、第四天线振子和PCB板；
所述第一功分器、所述第二功分器、所述第三功分器、所述第一微带线、所述第二微带线、所述第三微带线、所述第一天线振子、所述第二天线振子、所述第三天线振子、所述第四天线振子均固定于所述PCB板上；
所述第一功分器依次与所述第二功分器、所述第一天线振子连接，用于传输第一方向的信号；
所述第二功分器还依次与所述第一微带线、所述第二天线振子连接，用于传输第二方向的信号；
所述第一功分器还依次与所述第二微带线、所述第三功分器、所述第三天线振子连接，用于传输所述第一方向的信号；
所述第三功分器还依次与所述第三微带线、所述第四天线振子连接，用于传输所述第二方向的信号。
2.根据权利要求1所述的RFID天线，其特征在于，所述PCB板的正面设置有第一馈电点、第二馈电点、第三馈电点和第四馈电点，所述PCB板的背面设置有第一接地点、第二接地点、第三接地点和第四接地点；
所述第一天线振子的馈电点和接地点分别对应与所述第一馈电点、所述第一接地点焊接固定，使得所述第一天线振子悬挂于所述PCB板的正上方；
所述第二天线振子的馈电点和接地点分别对应与所述第二馈电点、所述第二接地点焊接固定，使得所述第二天线振子悬挂于所述PCB板的正上方；
所述第三天线振子的馈电点和接地点分别对应与所述第三馈电点、所述第三接地点焊接固定，使得所述第三天线振子悬挂于所述PCB板的正上方；
所述第四天线振子的馈电点和接地点分别对应与所述第四馈电点、所述第四接地点焊接固定，使得所述第四天线振子悬挂于所述PCB板的正上方。
3.根据权利要求2所述的RFID天线，其特征在于，所述第一天线振子、所述第二天线振子、所述第三天线振子和所述第四天线振子均处于所述PCB板正上方的同一高度上。
4.根据权利要求2或3所述的RFID天线，其特征在于，所述第一天线振子与所述第三天线振子平行设置，所述第二天线振子与所述第四天线振子平行设置，且所述第一天线振子分别与所述第二天线振子、所述第四天线振子垂直设置，所述第三天线振子分别与所述第二天线振子、所述第四天线振子垂直设置。
5.根据权利要求2或3所述的RFID天线，其特征在于，所述第一天线振子、所述第二天线振子、所述第三天线振子、所述第四天线振子与所述PCB间均填充有泡棉，所述泡棉与所述第一天线振子、所述第二天线振子、所述第三天线振子、所述第四天线振子和所述PCB板贴合的一面均设置有双面胶，用于固定所述第一天线振子、所述第二天线振子、所述第三天线振子和所述第四天线振子。
6.根据权利要求1至3任一项所述的RFID天线，其特征在于，所述第一天线振子、所述第二天线振子、所述第三天线振子和所述第四天线振子上均开设有小孔，所述小孔用于增加所述RFID天线的接收增益和/或发射增益。
7.根据权利要求1至3任一项所述的RFID天线，其特征在于，所述第一方向为水平极化方向，所述第二方向为垂直极化方向。
8.根据权利要求1至3任一项所述的RFID天线，其特征在于，所述第一微带线为90度微带线，所述第二微带线为180度微带线，所述第三微带线为90度微带线。
9.根据权利要求1至3任一项所述的RFID天线，其特征在于，所述第一功分器、所述第二功分器和所述第三功分器均为威尔金森功分器，且所述第一功分器、所述第二功分器和所述第三功分器的工作频段均包含865MHz∽928MHz。
10.根据权利要求9所述的RFID天线，其特征在于，所述第一天线振子、所述第二天线振子、所述第三天线振子和所述第四天线振子的工作频段均包含865MHz∽928MHz。
11.根据权利要求10任一项所述的RFID天线，其特征在于，所述第一微带线、所述第二微带线和所述第三微带线的工作频段均包含865MHz∽928MHz。
12.一种RFID设备，其特征在于，所述RFID设备包括如权利要求1至11任一项所述的RFID天线。
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