CN208507938U - Rfid圆极化天线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出RFID圆极化天线，所述圆极化天线包括以PCB板支撑的PIFA天线阵列；所述PIFA天线阵列呈多边形环状；多边形环的各边为PIFA天线单元；多边形环中部的PCB板处设有多点馈电网络；所述多点馈电网络的输入端口与各PIFA天线单元相连，多点馈电网络的输出端口与射频连接线相连；本实用新型所采用的天线成本低且近场辐射范围宽，天线本体小巧因此易于安装和使用。
Description
技术领域
本实用新型涉及天线技术领域，尤其是RFID圆极化天线。
背景技术
RFID（Radio Frequency Identification），即射频识别技术，是一种非接触式的自动识别技术。RFID技术将微芯片嵌入到产品当中，微芯片会向扫描器自动发出产品的序列号等信息，而这个过程不需要像条形码技术那样进行人工扫描，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。随着技术理论的不断发展，RFID在身份识别、交通运输、物资追踪等领域有着广泛的应用。
射频识别技术中，阅读器和标签间的非接触通信是通过两个天线线圈的电磁耦合实现的，因此成功的天线设计是RFID应用成功的关键。在阅读器输出功率一定的条件下，阅读器与标签能够可靠通信的距离与天线尺寸和天线产生的磁通量有关，所以对一个成功的RFID应用来说，给阅读器安装适当的天线非常重要。
阅读器天线的设计存在很大的挑战和困难。当天线的尺寸增大到一定程度时会出现以下问题：（1）信噪比减小；（2）出现无法阅读标签的磁通洞；（3）天线到阅读器的匹配变得困难。因此，克服这些挑战和困难，加强射频识别阅读器天线的研究具有重要的意义。
发明内容
本实用新型提出RFID圆极化天线，其天线成本低且近场辐射范围宽，天线本体小巧且易于安装和使用。
本实用新型采用以下技术方案。
RFID圆极化天线，所述圆极化天线包括以PCB板支撑的PIFA天线阵列（10）；所述PIFA天线阵列呈多边形环状；多边形环的各边为PIFA天线单元（11）；多边形环中部的PCB板处设有多点馈电网络（12）；所述多点馈电网络的输入端口（122）与各PIFA天线单元相连，多点馈电网络的输出端口（120）与射频连接线（13）相连。
所述PIFA天线阵列俯视向呈矩形环状，矩形环的四边为四个PIFA天线单元。
所述PIFA天线单元包括振子馈电臂（111）、振子短路墙（112）和狭长的振子辐射体板；所述振子辐射体板的一端以振子馈电臂和振子短路墙支撑于PCB板上，所述振子辐射体板与PCB板平行。
所述PCB板的正面设有多点馈电网络；PCB板的背面设有以金属成型的反射地（121）；所述PIFA天线单元以振子馈电臂与多点馈电网络的输入端口相连；所述PIFA天线单元以振子短路墙与PCB板的反射地（121）相连。
所述振子辐射体板俯视向呈梯形，梯形板的两个直角边分别与振子馈电臂和振子短路墙相连；振子辐射体板狭窄端位于PIFA天线单元尾端；振子辐射体板宽端位于PIFA天线单元首端；四个PIFA天线单元设于PCB板边缘处且首尾相邻地围成矩形。
所述多点馈电网络蚀刻于PCB板正面；所述多点馈电网络包括三组馈电组件；三组馈电组件通过控制微带走线长度形成九十度的相位差以实现圆极化天线的圆极化辐射。
所述馈电组件为威尔金森功分器、T形功分器、环形耦合器、3dB电桥、4馈电桥中的任一种。
所述射频连接线与输出匹配网络相连；所述输出匹配网络的匹配方案为π型、L型、X型中的任一种；所述圆极化天线的带内驻波优于1.5。
所述振子辐射体板狭窄端俯视向呈切角形状或圆弧渐变过渡形状；振子馈电臂和振子短路墙处均设有一用于装配的凸起枝节；所述PIFA天线单元以洋白铜材料成型；所述射频连接线为SMA射频连接线。
RFID圆极化天线的使用方法，当所述的圆极化天线用于便利柜贮格时，所述圆极化天线安装于柜子的隔层下方且辐射方向朝下，每个隔层以一个天线覆盖；若所述便利柜为加宽型柜，则每个隔层以两个天线并列安装的方式来扩展覆盖范围。
本实用新型具有如下优点:
1、本实用新型中，调整PIFA振子（振子辐射体板）的长度、短路墙的高度等各参数值，天线的阻抗可调节为50欧姆，实现天线与输入端同轴馈电端口的匹配，激励出RFID谐振，实现宽阻抗带宽。
2、本实用新型中，通过控制微带走线长度实现90°相位差，实现圆极化辐射。PIFA单元主辐射体末端采用切角或圆弧渐变过渡方式，扩宽带宽。PIFA单元馈电臂采用加宽和圆角处理方式，进一步展宽频带。
3、本实用新型结构简单、尺寸小巧，增益稳定，宽阻抗带宽，适用于物联网RFID识别系统，具有广阔的应用前景。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步详细的说明：
附图1是本实用新型所述天线的安装方式示意图；
附图2是本实用新型的结构示意图；
附图3是本实用新型的PIFA天线单元的示意图；
附图4是本实用新型的多点馈电网络的示意图；
附图5是本实用新型的天线驻波曲线示意图；
附图6是本实用新型的天线轴比曲线示意图；
附图7是本实用新型的天线增益辐射方向示意图；
图中：1-圆极化天线；2-便利柜贮格；10-PIFA天线阵列；11-PIFA天线单元；12-多点馈电网络；13-射频连接线；110-振子辐射体板；111-振子馈电臂；112-振子短路墙；120-多点馈电网络的输出端口；121-反射地；122-多点馈电网络的输入端口；123-阻值为100欧姆的电阻；130-PCB板。
具体实施方式
如图1-7所示，RFID圆极化天线，所述圆极化天线包括以PCB板130支撑的PIFA天线阵列10；所述PIFA天线阵列呈多边形环状；多边形环的各边为PIFA天线单元11；多边形环中部的PCB板处设有多点馈电网络12；所述多点馈电网络的输入端口122与各PIFA天线单元相连，多点馈电网络的输出端口120与射频连接线13相连。
所述PIFA天线阵列俯视向呈矩形环状，矩形环的四边为四个PIFA天线单元。
所述PIFA天线单元包括振子馈电臂111、振子短路墙112和狭长的振子辐射体板；所述振子辐射体板的一端以振子馈电臂和振子短路墙支撑于PCB板上，所述振子辐射体板与PCB板平行。
所述PCB板的正面设有多点馈电网络；PCB板的背面设有以金属成型的反射地121；所述PIFA天线单元以振子馈电臂与多点馈电网络的输入端口相连；所述PIFA天线单元以振子短路墙与PCB板的反射地121相连。
所述振子辐射体板俯视向呈梯形，梯形板的两个直角边分别与振子馈电臂和振子短路墙相连；振子辐射体板狭窄端位于PIFA天线单元尾端；振子辐射体板宽端位于PIFA天线单元首端；四个PIFA天线单元设于PCB板边缘处且首尾相邻地围成矩形。
所述多点馈电网络蚀刻于PCB板正面；所述多点馈电网络包括三组馈电组件；三组馈电组件通过控制微带走线长度形成九十度的相位差以实现圆极化天线的圆极化辐射。
所述馈电组件为威尔金森功分器、T形功分器、环形耦合器、3dB电桥、4馈电桥中的任一种。
所述射频连接线与输出匹配网络相连；所述输出匹配网络的匹配方案为π型、L型、X型中的任一种；所述圆极化天线的带内驻波优于1.5。
所述振子辐射体板狭窄端俯视向呈切角形状或圆弧渐变过渡形状；振子馈电臂和振子短路墙处均设有一用于装配的凸起枝节；所述PIFA天线单元以洋白铜材料成型；所述射频连接线为SMA射频连接线。
RFID圆极化天线的使用方法，当所述的圆极化天线用于便利柜贮格时，所述圆极化天线安装于柜子的隔层下方且辐射方向朝下，每个隔层以一个天线覆盖；若所述便利柜为加宽型柜，则每个隔层以两个天线并列安装的方式来扩展覆盖范围。
Claims (9)
1. RFID圆极化天线，其特征在于：所述圆极化天线包括以PCB板支撑的PIFA天线阵列（10）；所述PIFA天线阵列呈多边形环状；多边形环的各边为PIFA天线单元（11）；多边形环中部的PCB板处设有多点馈电网络（12）；所述多点馈电网络的输入端口（122）与各PIFA天线单元相连，多点馈电网络的输出端口（120）与射频连接线（13）相连。
2.根据权利要求1所述的RFID圆极化天线，其特征在于：所述PIFA天线阵列俯视向呈矩形环状，矩形环的四边为四个PIFA天线单元。
3.根据权利要求2所述的RFID圆极化天线，其特征在于：所述PIFA天线单元包括振子馈电臂（111）、振子短路墙（112）和狭长的振子辐射体板（110）；所述振子辐射体板的一端以振子馈电臂和振子短路墙支撑于PCB板上，所述振子辐射体板与PCB板平行。
4.根据权利要求3所述的RFID圆极化天线，其特征在于：所述PCB板的正面设有多点馈电网络；PCB板的背面设有以金属成型的反射地（121）；所述PIFA天线单元以振子馈电臂与多点馈电网络的输入端口相连；所述PIFA天线单元以振子短路墙与PCB板的反射地（121）相连。
5.根据权利要求4所述的RFID圆极化天线，其特征在于：所述振子辐射体板俯视向呈梯形，梯形板的两个直角边分别与振子馈电臂和振子短路墙相连；振子辐射体板狭窄端位于PIFA天线单元尾端；振子辐射体板宽端位于PIFA天线单元首端；四个PIFA天线单元设于PCB板边缘处且首尾相邻地围成矩形。
6.根据权利要求5所述的RFID圆极化天线，其特征在于：所述多点馈电网络蚀刻于PCB板正面；所述多点馈电网络包括三组馈电组件；三组馈电组件通过控制微带走线长度形成九十度的相位差以实现圆极化天线的圆极化辐射。
7.根据权利要求6所述的RFID圆极化天线，其特征在于：所述馈电组件为威尔金森功分器、T形功分器、环形耦合器、3dB电桥、4馈电桥中的任一种。
8.根据权利要求7所述的RFID圆极化天线，其特征在于：所述射频连接线与输出匹配网络相连；所述输出匹配网络的匹配方案为π型、L型、X型中的任一种；所述圆极化天线的带内驻波优于1.5。
9.根据权利要求7所述的RFID圆极化天线，其特征在于：所述振子辐射体板狭窄端俯视向呈切角形状或圆弧渐变过渡形状；振子馈电臂和振子短路墙处均设有一用于装配的凸起枝节；所述PIFA天线单元以洋白铜材料成型；所述射频连接线为SMA射频连接线。
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Publications (1)
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Country Status (1)
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| CN (1) | CN208507938U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114824765A (zh) * | 2022-06-23 | 2022-07-29 | 深圳华大北斗科技股份有限公司 | 一种双频gnss天线 |
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2018
- 2018-08-07 CN CN201821261496.8U patent/CN208507938U/zh active Active
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