CN102820538A - 小型化、圆极化rfid读写器天线 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种小型化、圆极化RFID读写器天线,包括微带矩形环天线(1),馈电匹配网络(2),平面小型化耦合器(3),输入端口(4),隔离端口(5),介质基片(6),塑料螺钉(7)和环形反射器(8)。相对于传统微带天线,微带矩形环天线的尺寸减少了一半;通过耦合馈电方式是所设计天线可以很容易的匹配到50欧姆;通过平面小型化耦合器实现圆极化;由于将其集成在天线内部,因此天线尺寸不受影响。通过环形反射器替代传统的地板,使得天线形成单向辐射方向图且反射器尺寸和天线尺寸基本相同,使得该天线的尺寸大大缩小,因此可以用于手持式RFID读写器,也可用于其他频段的天线小型化设计。
Description
技术领域
本发明涉及一种小型化、圆极化RFID读写器天线,该发明可以应用于手持式RFID读写器天线及天线小型化设计。
背景技术
微带天线具有剖面低、质量轻、成本低和易共形等特点,因此已被广泛应用于各种移动通信***中。微带天线的贴片尺寸一般为二分之一介质波长,对于UHF RFID来说,其尺寸很大,无法应用于手持式RFID读写器。很多技术被报道用来减小微带天线的尺寸,如PIFA天线、使用高的介电常数、在天线上开槽和在天线加载等,但这些技术都没有考虑到地板对天线性能的影响。然而地板大小对于天线性能的影响是显而易见的。如果地板变小,天线的后瓣会增加,导致天线的增益降低,因此整个微带天线的尺寸应该由地板大小来决定,而非贴片的大小。对于矩形环天线,当其工作在主模时,边长只有四分之一波长,因此天线尺寸只有传统微带天线的一半;同时使用环形反射器代替传统地板,使得反射器尺寸和天线尺寸大小基本相同,从而减小了整个天线的尺寸。
发明内容
本发明的目的是提供一种小型化、圆极化RFID读写器天线,其不仅可以用于手持式RFID读写器,也可以用于其他频段的天线小型化设计。
本发明中使用微带矩形环天线来减小天线尺寸,当微带矩形环天线工作在其主模时,使用直接馈电方式会导致该天线的输入阻抗非常高,因此使用了耦合馈电方式使该天线匹配到50欧姆.
本发明为实现天线圆极化,使用平面小型化耦合器来馈电,同时将耦合器集成于矩形天线环内部,并和天线环在同一平面,因此不影响天线尺寸且易于加工、成本较低。
本发明为减少整个天线尺寸,使用环形反射器代替传统的地板,使得反射器尺寸和天线尺寸大小基本相等,从而减小整个天线的尺寸。
本发明的优点:第一,整个天线尺寸很小,可用于手持式RFID,且可应用于其他频段的天线小型化。第二,天线性能如增益、带宽,可以通过调整矩形环贴片和反射器之间的距离来改变。第三,设计简单,易于加工,成本低。
附图说明
图1是本发明天线结构图。
其中1微带矩形环天线,其边长约为四分之一介质波长;2为阻抗匹配网络,使得天线阻抗可以匹配到50欧姆;3为平面小型化耦合器,用来实现圆极化;4为输入端口;5为隔离端口。
图2是本发明结构的侧面图。
其中6为介质基片,厚度为1.6mm;7为塑料螺钉,用来固定天线。
图3是本发明的反射器。
使用环形反射器取代传统的地板,可以使该天线形成单向辐射,且尺寸基本和天线尺寸
相同,从而使得天线整体尺寸得到很大缩小。
图4是本发明的S11曲线。
图5是本发明的轴比曲线。
图6是本发明在915MHz的E面和H面辐射方向图。
具体实施方式
如图1、图2和图3所示,本发明为小型化、圆极化RFID读写器天线,使用微带矩形环天线,边长约为四分之一波长,相对于传统微带天线,尺寸减小了一半。
使用平面小型化耦合器来实现圆极化,将耦合器集成于天线内部,在不影响天线尺寸且和天线在同一平面的前提下,天线的性能基本不受影响,同时这种结构也易于加工,成本较低。
环形反射器的作用是代替传统地板,用来形成单向辐射。通过改变环形反射器的长度和宽带,用来调节天线的前后比和增益。
改变天线和反射器之间的距离,可以改变天线的性能,如增益、带宽和前后比等,因此该天线可以看做是一种可重构天线。
Claims (6)
1.小型化、圆极化RFID读写器天线,包括:1、微带矩形环天线;2、馈电匹配网络;3、平面小型化耦合器;4、输入端口;5、隔离端口;6、介质基片;7、塑料螺钉;8环形反射器。该天线具有尺寸小、成本低、易于加工等特点。
2.根据权利要求1所述的小型化、圆极化RFID读写器天线,其特征在于平面小型化耦合器(3)位于微带矩形环天线(1)的内部,且与其在同一平面,因此便于加工,同时不影响天线本身的尺寸。
3.根据权利要求1所述的小型化、圆极化RFID读写器天线,其特征在于通过平面小型化耦合器(3)来实现圆极化特性。
4.根据权利要求1所述的小型化、圆极化RFID读写器天线,其特征在于天线的性能如增益、带宽等,可以通过调节微带矩形环天线(1)和反射器(8)之间的距离来改变,因此该天线可以看作是可重构天线。
5.根据权利要求1所述的小型化、圆极化RFID读写器天线,其特征在于通过环形反射器(8),可以替代传统地板,使得反射板尺寸可以和天线尺寸相比拟,因此使得整个天线尺寸大大减小。改变反射器形状,如传统矩形环、圆环等均属于本发明涉及范围。
6.根据权利要求1所述的小型化、圆极化RFID读写器天线,其特征在于介质基片为FR4,采用其他介电常数的聚四氟乙烯玻璃纤维、聚乙烯、聚苯乙烯、石英、陶瓷等材料均属于本发明涉及范围。
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