CN211530189U - 一种应用于rfid超高频的宽覆盖智能天线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种应用于RFID超高频的宽覆盖智能天线，其特征在于：包括PIFA振子单元、微带单元、辐射底板、射频开关，所述PIFA振子单元包括四个金属振子单元、两个平面振子单元，金属振子单元、振子单元分别分布在辐射底板外沿，所述微带单元安装于在辐射底板正上方，射频开关设置在辐射底板上，射频开关的输出端口分别与金属振子单元、振子单元、微带单元连接，输入端口经一射频连接线连出，逻辑端口与电源端口经一逻辑控制线连出，本实用新型宽覆盖智能天线体积小，隔离度高，工作频带宽，辐射范围广，解决了当前RFID天线的近场辐射范围窄，覆盖区域不稳定等问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种应用于RFID超高频的宽覆盖智能天线。
背景技术
RFID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。由于天线的电磁场覆盖范围有限，在实际应用中容易出现覆盖盲区。使用多个天线虽然在覆盖范围上有所增加，但是读写器端口的利用率下降，相应的成本投入也会增加，为了降低成本多天线集成也成为了一种发展趋势。在限定空间内集成多个相同工作频段的天线，通常都存在天线相互的耦合程度高导致天线的性能降低的问题，而且多天线集成也使得各个天线单元的小型化，从而导致工作频带带宽缩小影响天线在实际应用中的性能。
发明内容
本实用新型提出一种应用于RFID超高频的宽覆盖智能天线，不仅很好的解决了多天线集成带来天线之间的耦合问题，而且保证了天线小型化的同时覆盖区域最大化。
本发明解决技术问题所采用的方案是，一种应用于RFID超高频的宽覆盖智能天线：包括PIFA振子单元、微带单元、辐射底板、射频开关，所述PIFA振子单元包括四个金属振子单元、两个平面振子单元，金属振子单元、振子单元分别分布在辐射底板外沿，所述微带单元安装于在辐射底板正上方，射频开关设置在辐射底板上，射频开关的输出端口分别与金属振子单元、振子单元、微带单元连接，输入端口经一射频连接线连出，逻辑端口与电源端口经一逻辑控制线连出。
进一步的，所述四个金属振子单元两两相邻并对称分布在辐射底板左右两侧，同侧上相邻的金属振子单元前后对称分布于辐射底板上且间距为20mm。
进一步的，所述金属振子单元包含辐射主体A、短路墙及馈电臂A，辐射主体A水平设置在辐射底板上，辐射主体A上设置有一个L型凹槽，短路墙一端与辐射底板固连，另一端与辐射主体A固连，馈电臂A一端与射频开关的输出端口电性连接，另一端与辐射主体A固连。
进一步的，所述辐射主体A通过塑料螺柱与辐射底板固定。
进一步的，所述的辐射底板为PCB板，辐射底板左右对称设置有隔离槽，隔离槽设置在同侧相邻的金属振子单元之间。
进一步的，所述平面振子单元对称设置在辐射底板的前后两侧，平面振子单元包含辐射主体B、短路臂及馈电臂B，短路臂一端与辐射底板的固连，另一端与馈电臂B固连，馈电臂B与射频开关的输出端口连接，另一端与辐射主体B固连，所述辐射主体B与馈电臂B交叉呈“T”字形。
进一步的，所述平面振子单元由金属蚀刻在辐射底板上。
进一步的，所述微带单元设置在辐射底板中心正上方，微带单元为圆形辐射贴片，通过设置有两个馈针实现圆极化辐射，馈针与射频开关的输出端口连接。
进一步的，所述射频开关为三选八射频开关，包括三个逻辑输入端口、八个射频输出端口、一个射频输入端口、一个电源端口，所述射频开关的输出端口经微带走线与辐射主体A、辐射主体B、微带单元连接，所述射频输入端口经射频连接线连出，所述逻辑输入端口、电源端口经逻辑控制线连出。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：结构简单、尺寸小，带宽宽，增益稳定，振子单元中设置L形凹槽，实现了振子的宽带宽，振子带宽至少达到了50MHz；金属振子合理分布，并在相邻振子间设置隔离槽，大大提高振子间隔离度，降低振子间的相互影响，提高辐射效率；微带单元分布在中间，电磁场覆盖中间的大部分区域及周边的部分区域、金属振子单元分布在左右两侧，电磁场覆盖左右两侧的大部分区域及中间的部分区域、平面振子单元分布在前后两侧，电磁场覆盖前后两侧的大部分区域及中间区域，覆盖范围广，在有限的尺寸下大大提高了覆盖面积同时提高了容错率。
附图说明
下面结合附图对本实用新型专利进一步说明。
图1 本实用新型整体结构示意图；
图2 本实用新型侧面视图；
图3 金属振子单元结构图；
图4 平面振子单元结构图；
图5 射频开关示意图；
图6 金属振子单元的回波损耗曲线图；
图7 天线金属振子单元的增益方向图；
图8 平面振子单元的回波损耗曲线图；
图9 平面振子单元的增益方向图。
图中：1-金属振子单元；2-平面振子单元；3-微带单元；4-辐射底板；5-射频连接线；6-逻辑连接线；11-辐射主体A；12-馈电臂A；13-短路墙；14-L形槽；21-辐射主体B；22-馈电臂B；23-短路臂；41-射频开关；42-微带走线；43-反射地；44-隔离槽。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。
如图1-9所示，一种应用于RFID超高频的宽覆盖智能天线：包括PIFA振子单元、微带单元、辐射底板、射频开关，所述PIFA振子单元包括四个金属振子单元、两个平面振子单元，金属振子单元、振子单元分别分布在辐射底板外沿，所述微带单元安装于在辐射底板正上方，辐射底板上螺固有固定架，微带单元贴设在固定架上，射频开关设置在辐射底板上并贴合在辐射底板上表面，射频开关的输出端口分别与金属振子单元、振子单元、微带单元连接，输入端口经一射频连接线连出，逻辑端口与电源端口经一逻辑控制线连出。
在本实施例中，所述四个金属振子单元两两相邻并对称分布在辐射底板左右两侧，同侧上相邻的金属振子单元前后对称分布于辐射底板上且间距为20mm。
在本实施例中，所述金属振子单元包含辐射主体A、短路墙及馈电臂A，辐射主体A水平设置在辐射底板上，辐射主体A上设置有一个L型凹槽，通过L型凹槽111提升振子单元覆盖带宽，短路墙一端与辐射底板焊接，另一端与辐射主体A一体成型，馈电臂A一端与射频开关的输出端口电性连接，另一端与辐射主体A一体成型。
在本实施例中，所述辐射主体A通过塑料螺柱与辐射底板固定。
在本实施例中，所述的辐射底板为PCB板，辐射底板左右对称设置有隔离槽，隔离槽设置在同侧相邻的金属振子单元之间，进一步提升振子单元间的隔离度。
在本实施例中，所述平面振子单元对称设置在辐射底板的前后两侧，平面振子单元包含辐射主体B、短路臂及馈电臂B，短路臂一端与辐射底板的固连，另一端与馈电臂B固连，馈电臂B与射频开关的输出端口连接，另一端与辐射主体B固连，所述辐射主体B与馈电臂B交叉呈“T”字形。
在本实施例中，所述的辐射底板上包括有反射地，反射地是pcb板本身就有的金属地，所述短路墙与辐射底板对应的的反射地连接，所述隔离槽设置在辐射底板的反射地上，所述短路臂与辐射底板对应的反射地连接。
在本实施例中，所述平面振子单元由金属蚀刻在辐射底板上，由辐射底板制作时一体成形。
在本实施例中，PIFA振子单元覆盖带宽为至少50MHz。
在本实施例中，所述微带单元设置在辐射底板中心正上方，微带单元为圆形辐射贴片，通过设置有两个馈针实现圆极化辐射，馈针与射频开关的输出端口连接。
在本实施例中，所述射频开关为三选八射频开关，包括三个逻辑输入端口、八个射频输出端口、一个射频输入端口、一个电源端口，所述射频开关的输出端口经微带走线与辐射主体A、辐射主体B、微带单元连接，利用射频开关41实现每个单元独立工作，所述射频输入端口经射频连接线连出，所述逻辑输入端口、电源端口经逻辑控制线连出。
上述本实用新型所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本实用新型才公开部分数值以举例说明本实用新型的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本实用新型创造保护范围的限制。
如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述上对零部件进行区别如没有另行声明外，上述词语并没有特殊的含义。
本实用新型如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接( 例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来) 所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。
另外，上述本实用新型公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系例如“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制，且上述本实用新型公开的任一技术方案中所应用的用于表示形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的形状。
本实用新型提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。
Claims (9)
1.一种应用于RFID超高频的宽覆盖智能天线，其特征在于：包括PIFA振子单元、微带单元、辐射底板、射频开关，所述PIFA振子单元包括四个金属振子单元、两个平面振子单元，金属振子单元、振子单元分别分布在辐射底板外沿，所述微带单元安装于在辐射底板正上方，射频开关设置在辐射底板上，射频开关的输出端口分别与金属振子单元、振子单元、微带单元连接，输入端口经一射频连接线连出，逻辑端口与电源端口经一逻辑控制线连出。
2.根据权利要求1所述的一种应用于RFID超高频的宽覆盖智能天线,其特征在于：所述四个金属振子单元两两相邻并对称分布在辐射底板左右两侧，同侧上相邻的金属振子单元前后对称分布于辐射底板上且间距为20mm。
3.根据权利要求2所述的一种应用于RFID超高频的宽覆盖智能天线,其特征在于：所述金属振子单元包含辐射主体A、短路墙及馈电臂A，辐射主体A水平设置在辐射底板上，辐射主体A上设置有一个L型凹槽，短路墙一端与辐射底板固连，另一端与辐射主体A固连，馈电臂A一端与射频开关的输出端口电性连接，另一端与辐射主体A固连。
4.根据权利要求3所述的一种应用于RFID超高频的宽覆盖智能天线,其特征在于：所述辐射主体A通过塑料螺柱与辐射底板固定。
5.根据权利要求3所述的一种应用于RFID超高频的宽覆盖智能天线,其特征在于：所述的辐射底板为PCB板，辐射底板左右对称设置有隔离槽，隔离槽设置在同侧相邻的金属振子单元之间。
6.根据权利要求2所述的一种应用于RFID超高频的宽覆盖智能天线,其特征在于：所述平面振子单元对称设置在辐射底板的前后两侧，平面振子单元包含辐射主体B、短路臂及馈电臂B，短路臂一端与辐射底板的固连，另一端与馈电臂B固连，馈电臂B与射频开关的输出端口连接，另一端与辐射主体B固连，所述辐射主体B与馈电臂B交叉呈“T”字形。
7.根据权利要求6所述的一种应用于RFID超高频的宽覆盖智能天线,其特征在于：所述平面振子单元由金属蚀刻在辐射底板上。
8.根据权利要求6所述的一种应用于RFID超高频的宽覆盖智能天线,其特征在于：所述微带单元设置在辐射底板中心正上方，微带单元为圆形辐射贴片，通过设置有两个馈针实现圆极化辐射，馈针与射频开关的输出端口连接。
9.根据权利要求8所述的一种应用于RFID超高频的宽覆盖智能天线,其特征在于：所述射频开关为三选八射频开关，包括三个逻辑输入端口、八个射频输出端口、一个射频输入端口、一个电源端口，所述射频开关的输出端口经微带走线与辐射主体A、辐射主体B、微带单元连接，所述射频输入端口经射频连接线连出，所述逻辑输入端口、电源端口经逻辑控制线连出。
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| CN202020440470.0U CN211530189U (zh) | 2020-03-31 | 2020-03-31 | 一种应用于rfid超高频的宽覆盖智能天线 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113782970A (zh) * | 2021-09-13 | 2021-12-10 | 立讯精密工业（昆山）有限公司 | 车载天线组件及车载天线装置 |
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2020
- 2020-03-31 CN CN202020440470.0U patent/CN211530189U/zh active Active
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