CN208622943U - 一种用于rfid系统的收发分离式定位天线 - Google Patents
一种用于rfid系统的收发分离式定位天线 Download PDFInfo
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Abstract
RFID标签由于其较小的体积和低廉的价格，将于运用到车辆的车道定位和判别中，具有较大的实用价值和应用前景。本实用新型提出一种用于RFID系统的收发分离式定位天线，包括矩形上壳、底壳和天线基板，天线基板通过位于底壳四角的定位柱固定在底壳上，以与矩形天线基板长边相平行的中线为界，中线两侧位置对称的设有四个微带天线，每个微带天线的上方设有一个引向器，其中中线一侧的两个微带天线使用微带线相连构成天线单元，用于信号发送，另外两个微带天线用于信号接收。天线单元和另外两个微带天线之间使用铜箔线加接地螺丝的方式隔离开。中线一侧两微带天线中心的间距为0.26m，中线两侧相邻两微带天线中心的间距为0.16m。
Description
技术领域
本实用新型属于天线领域，尤其是一种用于RFID系统的收发分离式定位天线。
背景技术
射频识别(RFID)技术是一种利用射频通信实现的非接触式自动识别技术，它是用电磁波进行自动识别技术的总称。超高频RFID作为一项先进的数据采集和自动识别技术，被公认为21世纪十大重要技术之一，已经在生产制造、物流管理、公共安全等领域成功应用。超高频RFID标签具有体积小、成本低、形状多样化、寿命长、容量大、可重复使用等特点，能够支持快速读写、移动识别、非可视识别、多目标识别、跟踪及定位管理。
基于超高频RFID技术的车道判别方法，利用布置于道路上的RFID阅读器读取贴在车辆上RFID标签的相关信息，获取车辆的车牌信息，并对车辆进行车道判别，从而获取道路上车辆信息，实现交通的实时管控。定位功能是超高频RFID的一项重要的衍生功能，RFID标签由于其较小的体积和低廉的价格，将于运用到车辆的车道定位和判别中，具有较大的实用价值和应用前景。
实用新型内容
本实用新型提出一种用于RFID系统的收发分离式定位天线，采用的技术方案如下：
一种用于RFID系统的收发分离式定位天线，包括矩形上壳、底壳和天线基板，天线基板通过位于底壳四角的定位柱固定在底壳上，以与矩形天线基板长边相平行的中线为界，中线两侧位置对称的设有四个微带天线，每个微带天线的上方设有一个引向器，其中中线一侧的两个微带天线使用微带线相连构成天线单元，用于信号发送，另外两个微带天线用于信号接收。
进一步的，所述中线一侧两微带天线中心的间距为0.26m，采用的计算公式为：
Lmax＝(λ*3)/4＝0.26
中线两侧相邻两微带天线中心的间距为0.16m，采用的计算公式为：
Lmax＝λ/2＝0.16。
进一步的，微带天线呈凸型，四个微带天线凸出的部分朝向相同，与所述中线平行。
进一步的，引向器的面积小于微带天线矩形主体的面积，天线单元其中一个微带天线上方的引向器位于靠近凸出部分一侧，其余三个微带天线上方的引向器位于远离凸出部分一侧。
进一步的，天线单元和另外两个微带天线之间使用铜箔线加接地螺丝的方式隔离开，其中铜箔线一部分位于所述中线位置，铜箔线另一部分与中线位置垂直，垂足为中线的中点，接地螺丝间隔均匀的位于铜箔线和底壳之间。
进一步的，所述上壳材质为PVC。
进一步的，所述底壳材质为铝。
进一步的，天线基板选用RO3003板材，厚度优选5mm。
进一步的，天线的馈电为通过N型法兰接头与微带线相连，法兰接头部位与底壳之间通过螺钉连接。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
1.大大减小天线架设难度以及使用空间。
2.可以保证天线架设位置和距离的一致性，避免了每次安装时位置移动导致的空间上相位的误差，进而提高了定位精度。
附图说明
图1是天线结构正视图；
图2是天线结构侧视图；
图3是端口1水平和垂直方向的辐射方向图；
图4是端口2水平和垂直方向的辐射方向图；
图5是端口3水平和垂直方向的辐射方向图。
附图标记说明：
天线基板-1，微带天线-2，引向器-3，端口1-4，端口3-5，端口2-6，铜箔线-7，接地螺丝-8，上壳-9，底壳-10，微带线-11。
具体实施方式
本实用新型设计的天线配合RFID阅读器使用，在车道定位系统中配合国标无源标签可以实现定位功能。
如图1和图2所示，本实用新型提出的定位天线包括矩形上壳9、底壳10和天线基板1，天线基板1通过位于底壳10四角的定位柱固定在底壳10上，以与矩形天线基板长边相平行的中线为界，中线两侧位置对称的设有四个微带天线2，微带天线2呈凸型，四个微带天线2凸出的部分朝向相同，与中线平行。
中线一侧两微带天线2中心的间距为0.26m，采用的计算公式为：
Lmax＝(λ*3)/4＝0.26
假设阅读器天线的读取范围为[-θ，θ]，为保证相位差不超过一个周期，两个天线通道的间距L必须满足：
L≤λ/2sinθ
随着L的减小，相位差随位置的变化量也减小，会相应的增加因相位检测的误差所带来的AOA检测误差。为了监测天线正面的整个平面，也就是说θ＝π/2，那么L不能超过λ/2。因此中线两侧相邻两微带天线2中心的间距为0.16m，采用的计算公式为：
Lmax＝λ/2＝0.16。
中线一侧的两个微带天线2使用微带线11相连构成天线单元，用于信号发送，另外两个微带天线2用于信号接收。天线单元和另外两个微带天线2之间使用铜箔线7加接地螺丝8的方式隔离开，提高相互之间的隔离度。其中铜箔线7一部分位于中线位置，铜箔线7另一部分与中线位置垂直，垂足为中线的中点，接地螺丝8间隔均匀的位于铜箔线7和底壳10之间。每个微带天线2的上方设有一个矩形引向器3，引向器3的面积小于微带天线2矩形主体的面积，天线单元其中一个微带天线2上方的引向器3位于靠近凸出部分一侧，其余三个微带天线2上方的引向器3位于远离凸出部分一侧。
天线整体尺寸为506*387*55mm，天线基板优选厚度为5mm的RO3003板材，介电常数约为3。天线的馈电为通过N型法兰接头与天线相连，法兰接头部位与底壳10之间通过螺钉连接。天线上壳9材质为PVC，天线底壳10材质为铝。
当调试时，不能改动天线辐射区中心间距，需通过调整天线基板1距底壳10的距离、引向器3距离天线基板1的距离、引向器3的大小、微带线11的宽窄、天线电路中涉及的电容电感值等，来满足天线的性能。
从图3至图5可以看出端口1作为发射信号使用天线增益大。端口2和端口3作为接收信号使用天线增益较小。
定位时，天线对接收到的信号进行解调和测量相位，通过计算相位差推算出标签偏离定位天线中轴线的角度，通过AOA的方式可以计算出标签的位置。
以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理，这些描述只是为了解释本实用新型的技术原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此解释，本领域内的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其他具体实施方式都将落入本实用新型的保护范围内。
Claims (9)
1.一种用于RFID系统的收发分离式定位天线，包括矩形上壳、底壳和天线基板，天线基板通过位于底壳四角的定位柱固定在底壳上，其特征在于，以与矩形天线基板长边相平行的中线为界，中线两侧位置对称的设有四个微带天线，每个微带天线的上方设有一个引向器，其中中线一侧的两个微带天线使用微带线相连构成天线单元，用于信号发送，另外两个微带天线用于信号接收。
2.如权利要求1所述一种用于RFID系统的收发分离式定位天线，其特征在于，所述中线一侧两微带天线中心的间距为0.26m，中线两侧相邻两微带天线中心的间距为0.16m。
3.如权利要求1所述一种用于RFID系统的收发分离式定位天线，其特征在于，微带天线呈凸型，四个微带天线凸出的部分朝向相同，与所述中线平行。
4.如权利要求3所述一种用于RFID系统的收发分离式定位天线，其特征在于，引向器的面积小于微带天线矩形主体的面积，天线单元其中一个微带天线上方的引向器位于靠近凸出部分一侧，其余三个微带天线上方的引向器位于远离凸出部分一侧。
5.如权利要求3所述一种用于RFID系统的收发分离式定位天线，其特征在于，天线单元和另外两个微带天线之间使用铜箔线加接地螺丝的方式隔离开，其中铜箔线一部分位于所述中线位置，铜箔线另一部分与中线位置垂直，垂足为中线的中点，接地螺丝间隔均匀的位于铜箔线和底壳之间。
6.如权利要求1所述一种用于RFID系统的收发分离式定位天线，其特征在于，所述上壳材质为PVC。
7.如权利要求1所述一种用于RFID系统的收发分离式定位天线，其特征在于，所述底壳材质为铝。
8.如权利要求1所述一种用于RFID系统的收发分离式定位天线，其特征在于，天线基板选用RO3003板材，厚度为5mm。
9.如权利要求1所述一种用于RFID系统的收发分离式定位天线，其特征在于，天线的馈电为通过N型法兰接头与微带线相连，法兰接头部位与底壳之间通过螺钉连接。
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| CN201821449554.XU CN208622943U (zh) | 2018-09-05 | 2018-09-05 | 一种用于rfid系统的收发分离式定位天线 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113484824A (zh) * | 2021-07-05 | 2021-10-08 | 北京信息科技大学 | 基于收发分离rfid定位系统的rss差三边定位方法 |
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2018
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| CN113484824A (zh) * | 2021-07-05 | 2021-10-08 | 北京信息科技大学 | 基于收发分离rfid定位系统的rss差三边定位方法 |
| CN113484824B (zh) * | 2021-07-05 | 2023-09-12 | 北京信息科技大学 | 基于收发分离rfid定位系统的rss差三边定位方法 |
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