CN201515012U

CN201515012U - 频率可重构的射频识别圆极化阅读器天线

Info

Publication number: CN201515012U
Application number: CN2009200589716U
Authority: CN
Inventors: 胡斌杰; 张春林
Original assignee: South China University of Technology SCUT
Current assignee: South China University of Technology SCUT
Priority date: 2009-06-23
Filing date: 2009-06-23
Publication date: 2010-06-23
Anticipated expiration: 2019-06-23

Abstract

本实用新型公开了频率可重构的射频识别圆极化阅读器天线，该阅读器天线包括：天线辐射贴片单元、空气层、介质板、射频开关和端口。所述天线辐射贴片单元两个，位于介质板同侧，上层辐射贴片单元为中间切一方形孔的方形贴片，下层辐射贴片单元为方形贴片，辐射贴片单元和馈电网络使用探针相连。介质板的上表面覆有馈电网络，介质板的下表面贴有铜皮的地板。所述射频开关两个，加载在馈电网络中，控制射频开关的状态“通”或“断”，实现天线工作在不同的频段，即频率可重构。本实用新型可用于超高频和2.45GHz微波频段的射频识别系统的阅读器中，具有低剖面、体积小、结构简单、容易加工、成本低的特点。

Description

频率可重构的射频识别圆极化阅读器天线

技术领域

本实用新型涉及一种频率可重构阅读器天线，具体是涉及一种可应用在超高频和微波(2.45GHz)频段射频识别系统阅读器中的频率可重构的射频识别圆极化阅读器天线。

背景技术

现代科学技术的不断发展，使人类社会已进入信息时代。信息社会的主要标志之一是信息的快速而广泛传递。从本质上来说，信息传递必须通过两种方式：有线传输方式和无线传输方式。目前的固定电话、有线电视、有线互联网等都属于有线传输方式。移动通信、卫星通信、无线本地通信和各种军民用雷达的信息传递方式就属于无线传输方式。随着科学技术的进一步发展，人类对通信的需要越来越高，以光纤通信、地面及卫星通信为代表的新型通信方式及其相关技术正在迅猛的发展，无线传输技术将越来越来发挥重要的作用。

目前，各种综合信息系统发展的重要方向之一是：大容量、多功能、超宽带。很明显，通过提高系统容量、增加系统功能、扩展系统带宽，一方面可以满足日益膨胀的实际需求，另一方面可以降低系统成本。但是现代大容量、多功能、超带宽综合信息系统的迅猛发展，使得在统一平台上搭载的信息子系统数量增加。作为无线系统中心系统中信息出入必然通道的天线，其数量也相应的增加。从降低综合信息系统的整体成本、减轻重量、减小系统的雷达散射截面、实现良好的电磁兼容特性等方面来看，这种现象非常有害，也成为制约综合信息系统进一步向大容量、多功能、超宽带方向发展和应用的一大“瓶颈”。

为了克服这个“瓶颈”，使整个信息系统的特性尽可能少的受到天线的制约，“可重构天线”的概念被提出来并获得了发展。可重构天线的研究旨在使天线能根据环境的需要实时重构天线的特性。本文所研究的课题正是基于这一背景提出来的。它是一种新颖的，并且越来越引起天线设计领域关注的天线技术，这种天线能够在不改变其机械结构的情况下，通过非机械的手段来改变其关键的特性参数，如工作频率，辐射方向图、极化方式、雷达散射截面积和输入阻抗等等。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的上述缺点，提供一种可以应用在超高频(UHF)和微波(2.45GHz)频段射频识别系统中，且剖面低、体积小、结构简单、易加工、成本低的频率可重构射频识别圆极化阅读器天线。

本实用新型的目的通过如下技术方案实现：

频率可重构的射频识别圆极化阅读器天线，该阅读器天线包括：天线辐射贴片单元、空气层、介质板、射频开关和端口。所述天线辐射贴片单元两个，位于介质板同侧，上层辐射贴片单元为中间切一方形孔的方形贴片，下层辐射贴片单元为方形贴片，辐射贴片单元和馈电网络用探针相连。辐射贴片单元和介质板之间形成空气层。介质板的上表面覆有馈电网络，介质板的下表面贴有铜皮的地板。所述馈电网络由两个功分器和四分之波长移相器组成。所述射频开关两个，连接两个功分器。所述的辐射单元和介质板四个角上设有支柱，形成空气层。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点和积极效果：

(1)本实用新型中采用双层辐射贴片单元，上层辐射贴片单元和下层辐射贴片单元不在同一平面内，并且在上层辐射贴片单元所对应下层辐射贴片单元的位置开一方形孔，这样就减小了辐射贴片单元之间的辐射性能的影响。

(2)本实用新型中对辐射单元采用双馈电点产生90°相位差，来实现圆极化，这就简化了圆极化馈电网络的复杂性，同时降低了制作的难度。

(3)本实用新型中馈电网络由两个功分器和四分之波长移相器构成，在两个功分器之间加载射频开关，通过控制射频开关的状态“通”或“断”，来实现天线的工作频率在超高频(UHF)和微波(2.45GHz)频段之间切换。

(4)本实用新型频率可重构射频识别圆极化天线，能够用于超高频(UHF)频段和微波2.45GHz频段的射频识别系统中，可同时涵盖欧盟的865～868MHz射频识别系统、我国的840～545MHz/902～925MHz的射频识别系统、美国的902～928的射频识别系统、以及微波2.45GHz频段的射频识别系统。另外，在不改变天线结构的前提下通过改变辐射贴片单元2的尺寸后的频率可重构的射频识别阅读器圆极化天线，可应用于超高频(UHF)频段和微波5.8GHz频段射频识别系统中。

(6)本实用新型频率可重构射频识别圆极化阅读器天线还具有低剖面、体积小、结构简单、容易加工、成本低的特点。

附图说明

图1为本实用新型频率可重构的射频识别圆极化阅读器天线的结构示意图。

图2为图1中辐射贴片单元的俯视图。

图3为图1中馈电网络的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

图1为本使用新型频率可重构的射频识别圆极化阅读器天线的整体结构示意图。图2为图1中辐射贴片单元的俯视图。图3为图1中馈电网络的俯视图。天线包括辐射贴片单元1和2、空气层3、介质板4和端口5。两个辐射贴片单元1和2为方形铜片，辐射贴片单元1中央开有一方形孔11，两辐射贴片单元1和2不在同一平面内，减小了相互之间的辐射影响。第一馈电点12、第二馈电点13为辐射贴片单元1的馈电点。第三馈电点馈电21、第四馈电点22为辐射贴片单元2的馈电点，通过调节方形孔11的大小与馈电点的位置可以优化天线的性能，使天线具有良好的阻抗带宽和轴比带宽。空气层3介于辐射单元1、2和介质板4之间，用来改善天线的性能。介质板4的上表面覆有馈电网络401，下表面贴有铜皮。馈电网络401由两功分器和四分之一波长移相器组成。功分器407和四分之一波长移相器411对辐射贴片单元1馈电，功分器408和四分之一波长移相器412对辐射贴片单元2馈电。馈电网络中的50Ω微带线402与第一射频开关413、第二射频开关414的一端相连接。50Ω微带线403连接第一射频开关413与T型头405，50Ω微带线404连接第二射频开关414与T型头406。功分器407、408的两个输出端口分别加载隔离电阻409、410，用来提高两输出信号的隔离度。在功分器407的输出端接四分之一波长移相器411，使第一馈电点12、第二馈电点13之间产生90°相移，来实现圆极化。在功分器408的输出端接四分之一波长移相器412，使第三馈电点21、第四馈电点22之间产生90°相移，从而实现圆极化。

第一射频开关413加载在50Ω微带线402与50Ω微带线403之间，第二射频开关414加载在50Ω微带线402与50Ω微带线404之间，每个射频开关有两个状态“通”或“断”，当天线工作时，通过控制射频开关413、414的状态，来改变天线的谐振频率，从而实现天线工作频率的重构。当射频开关413处在“通”状态、射频开关处在414“断”状态时，馈电网络对辐射贴片单元1馈电，天线工作在UHF频段。当射频开关413处在“断”状态、射频开关处在414“通”状态时，馈电网络对辐射贴片单元2馈电，天线工作在微波2.45GHz频段。

应用本实用新型频率可重构的射频识别圆极化阅读器天线发射信号时，输入信号从50Ω微带线402馈入，分别经过第一射频开关413、第二射频开关414、50Ω微带线403、404、功分器407、408、移相器411、412通过探针耦合到辐射贴片单元1、2，从而引起谐振，将电流信号转变为电磁波信号。接收信号时，辐射贴片单元1、2将电磁波转变为电流信号，信号传播方向跟发射信号相反。

本实用新型频率可重构射频识别圆极化天线，能够用于超高频(UHF)频段和微波2.45GHz频段的射频识别系统中，可同时涵盖欧盟的865～868MHz射频系统、我国的840～545MHz/902～925MHz的射频识别系统、美国的902～928的射频识别系统、以及微波2.45GHz频段的射频识别系统。另外，在不改变天线结构的前提下通过改变辐射贴片单元2的尺寸后的频率可重构的射频识别阅读器圆极化天线，可应用于超高频(UHF)频段和微波5.8GHz频段射频识别系统中。

同时本实用新型频率可重构的射频识别圆极化阅读器天线还具有低剖面、体积小、结构简单、容易加工、成本低的特点。

Claims

1.频率可重构的射频识别圆极化阅读器天线，其特征在于包括天线辐射贴片单元、空气层、介质板、射频开关和端口，所述天线辐射贴片单元包括上层辐射贴片单元和下层辐射贴片单元，该两贴片单元位于介质板同侧，上层辐射贴片单元为中间切一方形孔的方形贴片，下层辐射贴片单元为方形贴片，上层辐射贴片单元和介质板之间形成所述空气层，介质板的上表面覆有馈电网络，介质板的下表面贴有铜皮地板，该两辐射贴片单元和馈电网络都使用探针相连，在馈电网络中两个功分器之间加载有两个所述射频开关。

2.根据权利要求1所述的频率可重构的射频识别圆极化阅读器天线，其特征在于所述上层辐射贴片单元和下层辐射贴片单元位于不同的平面。

3.根据权利要求1所述的频率可重构的射频识别圆极化阅读器天线，其特征在于所述馈电网络采用双功分器和四分之一波长移相器。

4.根据权利要求1～3任一项所述的频率可重构的射频识别圆极化阅读器天线，其特征在于所述介质板四个角上设有支撑上层辐射贴片单元的支柱，上层辐射贴片单元和介质板之间形成空气层。