CN202121066U - 一种背射天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种背射天线，包括：天线辐射板和连接馈线，天线辐射板包括上辐射面和下辐射面，连接馈线分别与上辐射面和下辐射面电连接。本实用新型采用端射阵的排列方式，利用同轴线的线芯和外皮相位相差180度的特性，实现偶极子边射阵要求两个天线同相的要求，实现端射阵形式的边射阵；同时引用板状天线的结构，不但克服了金属屏蔽板对天线的影响，而且利用金属屏蔽板作为一个反射板，减小天线的后瓣，增加前瓣的辐射能力，天线增益在7.5dBi左右，工作频带内驻波比小于1.2，尺寸相对较小，性能稳定，易批量加工，安装方便。

Description

一种背射天线

技术领域

本实用新型涉及微波通讯天线，尤其涉及一种背射天线。

背景技术

射频识别（RFID）系统中手持式阅读器的天线应用于RFID所用频段，这种类型的阅读器应用领域非常的广泛，目前已经应用的场景如高速公路收费系统、图书馆书籍管理系统、现代化制造企业生产线产品的管理系统和仓储管理系统等。

RFID系统主要的工作方式为：阅读器发出信号唤醒超高频标签，对标签进行清点、读、写等操作，标签将需要的数据通过反向散射的方式再传输给阅读器进行处理。

目前，阅读器的天线要求为水平极化天线，标签的极化方式也是水平极化，这样标签就可以与阅读器的极化天线进行通信。由于阅读器为手持式设备，因此要求天线在尺寸非常小的条件下达到增益6dbi以上，并且要求用背射形式，目前业界多采用在陶瓷板上制作微带天线的形式，但此种形式增益较低（达不到6dBi），频带较窄（多采用高介电常数介质板）且成本较高。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种背射天线，能够满足射频识别系统中的阅读器对天线增益和尺寸的要求。

为解决上述技术问题，本实用新型的一种背射天线，包括：天线辐射板和连接馈线，天线辐射板包括上辐射面和下辐射面，连接馈线分别与上辐射面和下辐射面电连接。

进一步地，上辐射面包括第一上辐射体、第二上辐射体和上连接体，上连接体电连接第一上辐射体和第二上辐射体。

进一步地，下辐射面包括第一下辐射体、第二下辐射体和下连接体，下连接体电连接第一下辐射体和第二下辐射体。

进一步地，还包括馈电网络，在上连接体上开窗设置馈电网络，馈电网络上开设有金属化过孔，金属化过孔与下连接体电连接。

进一步地，馈电网络上还设置有馈电焊盘，馈电焊盘与金属化过孔电连接，连接馈线包括线芯和外皮，线芯与馈电焊盘电连接，外皮与上连接体电连接。

进一步地，馈电网络上还设置有用于连接匹配元件的匹配焊盘。

进一步地，还包括天线反射板，天线反射板与下辐射面同侧，与下辐射面之间的距离为1/8波长~1/2波长。

进一步地，上辐射面上的第一上辐射体和第二上辐射体，下辐射面上的第一下辐射体和第二下辐射体采用反向端射阵的排列方式。

综上所述，本实用新型采用端射阵的排列方式，利用同轴线的线芯和外皮相位相差180度的特性，实现偶极子边射阵要求两个天线同相的要求，实现端射阵形式的边射阵；同时引用板状天线的结构，不但克服了金属屏蔽板对天线的影响，而且利用金属屏蔽板作为一个反射板，减小天线的后瓣，增加前瓣的辐射能力，天线增益在7.5dBi左右，工作频带内驻波比小于1.2，尺寸相对较小，性能稳定，易批量加工，安装方便。

附图说明

图1为本实用新型的背射天线的整体结构的侧视图；

图2为本实用新型的背射天线的上辐射面的示意图；

图3为本实用新型的背射天线的下辐射面的示意图；

图4为本实用新型的背射天线的馈电网络的示意图；

图5为本实用新型的背射天线的连接馈线的示意图。

具体实施方式

如图1~5所示，本实用新型的背射天线包括：天线辐射板1、天线反射板2和连接馈线3。天线辐射板1包括上辐射面11、下辐射面12和基板13，上辐射面11和下辐射面12设置在基板13的两侧，上辐射面11和下辐射面12为铺铜辐射面，连接馈线3分别与上辐射面11和下辐射面12电连接。

天线辐射板1的基板13优选60mm×80mm×2mm长方体的FR4板材，介电常数为4.4。连接馈线3采用同轴线馈电方式。

参考图2~3，上辐射面11和下辐射面12是位于天线前部和后部的天线的边射阵。上辐射面11包括第一上辐射体111、第二上辐射体112和上连接体113，上连接体113电连接第一上辐射体111和第二上辐射体112。下辐射面12包括第一下辐射体121、第二下辐射体122和下连接体123，下连接体123电连接第一下辐射体121和第二下辐射体122。第一上辐射体111和第二上辐射体112，第一下辐射体121和第二下辐射体122采用反向端射阵的排列方式。边射辐射的前后瓣大小基本相同。

参考图4~5，上连接体113上开窗设置馈电网络115，该馈电网络115与上连接体113绝缘，馈电网络115上开设有金属化过孔116，金属化过孔116与下连接体123连通。馈电网络115上还设置有馈电焊盘117，馈电焊盘117与金属化过孔116连通，连接馈线3的线芯与馈电焊盘117连接，通过金属化过孔116连接到上辐射面，连接馈线3的外皮与上连接体113连接。

由于连接馈线3的线芯和外皮相位相差180度，因此此处边射阵的摆放采用反相端射阵的摆放方式，正好满足了偶极子阵列的两个臂的同相的要求。

馈电网络115上还设置有匹配焊盘118，匹配焊盘118用于焊接匹配元件，通过电容加载和匹配焊盘118位置的变化达到等幅同相的馈电。

天线反射板3与下辐射面12同侧，与下辐射面12之间的距离为1/8波长~1/2波长。天线反射板3对天线所形成的副瓣进行反射，将能量集中于主瓣辐射出去，从而整体形成一个板状天线。天线反射板利用手持阅读器内部的金属屏蔽板。

天线辐射板1的基板13上有5个通孔，用来和手持阅读器结构进行连接使用，手持阅读器上有5个支撑柱，天线通过支撑柱保证在结构内可靠固定。

当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种背射天线，包括：天线辐射板和连接馈线，所述天线辐射板包括上辐射面和下辐射面，所述连接馈线分别与所述上辐射面和下辐射面电连接。

2.如权利要求1所述的背射天线，其特征在于：所述上辐射面包括第一上辐射体、第二上辐射体和上连接体，所述上连接体电连接所述第一上辐射体和第二上辐射体。

3.如权利要求2所述的背射天线，其特征在于：所述下辐射面包括第一下辐射体、第二下辐射体和下连接体，所述下连接体电连接所述第一下辐射体和第二下辐射体。

4.如权利要求3所述的背射天线，其特征在于，还包括馈电网络，在所述上连接体上开窗设置所述馈电网络，所述馈电网络上开设有金属化过孔，所述金属化过孔与所述下连接体电连接。

5.如权利要求4所述的背射天线，其特征在于：所述馈电网络上还设置有馈电焊盘，所述馈电焊盘与所述金属化过孔电连接，所述连接馈线包括线芯和外皮，所述线芯与所述馈电焊盘电连接，所述外皮与所述上连接体电连接。

6.如权利要求5所述的背射天线，其特征在于：所述馈电网络上还设置有用于连接匹配元件的匹配焊盘。

7.如权利要求1所述的背射天线，其特征在于：还包括天线反射板，所述天线反射板与所述下辐射面同侧，与所述下辐射面之间的距离为1/8波长~1/2波长。

8.如权利要求3所述的背射天线，其特征在于：所述上辐射面上的第一上辐射体和第二上辐射体，所述下辐射面上的第一下辐射体和第二下辐射体采用反向端射阵的排列方式。

Images