CN104821431A

CN104821431A - 一种用于超高频rfid的立体天线

Info

Publication number: CN104821431A
Application number: CN201510223491.0A
Authority: CN
Inventors: 张君; 徐伟; 卢国辉; 欧阳建伟; 严秀晨
Original assignee: JIANGSU JUNYI INTERNET OF THINGS CO Ltd
Current assignee: JIANGSU JUNYI INTERNET OF THINGS CO Ltd
Priority date: 2015-05-06
Filing date: 2015-05-06
Publication date: 2015-08-05

Abstract

本发明涉及一种用于超高频RFID的立体天线，包括天线辐射单元、短路连接匹配单元、反馈网络单元和金属反射底板；反馈网络单元贴敷于金属反射底板上，短路连接匹配单元纵向设置于反馈网络单元上且支承连接天线辐射单元；天线辐射单元包括第一介质板、设置于第一介质板正面的若干天线辐射阵子、位于第一介质板反面且与天线辐射阵子连接的若干第一微带线；短路连接匹配单元具有若干微带线连接的微带连接线；反馈网络单元包括第二介质板和设置于第二介质板上的微带反馈单元，第一微带线经由微带连接线与微带反馈单元连接。本发明不仅体积小、增益高、而且非常显著的提高了天线的使用频率带宽，并且定向辐射性能好，增加了天线的对外部环境的干扰性。

Description

一种用于超高频RFID的立体天线

技术领域

本发明涉及天线领域，尤其为一种用于超高频RFID的立体天线。

背景技术

在超高频RFID手持式设备（以下简称“手持式设备”）中，通常所用的天线为线极化PCB天线或者圆极化的陶瓷天线，但是这两种天线都有很大的使用缺陷。线极化PCB天线其设计带宽比较窄，增益小、对天线安装使用的***环境要求比较高，在手持式设备中，该天线的四周及上下位置附近都不可以有电子器件或金属物，否则天线的性能会严重恶化；同时在使用中，由于超高频RFID电子标签的天线基本上都是线极化的，所以手持式设备在识别电子标签时，该线极化天线的极化方向必须和电子标签天线的极化方向保持一致，否则识别电子标签的距离会大大缩减，RFID在通常使用环境中，电子标签的放置方向是不确定的，所以线极化天线在手持设备中应用有很大的局限性。而陶瓷天线，虽然是圆极化的定向天线，但是其存在带宽窄，增益低，重量重、成本高的缺点，所以在手持式设备中使用，也不能达到满意的效果。

发明内容

针对在RFID应用上的以上不足，本发明提供了一种用于超高频RFID的立体天线，具体由以下技术方案实现：

一种用于超高频RFID的立体天线，包括天线辐射单元（2）、短路连接匹配单元（3）、反馈网络单元（1）以及金属反射底板（5）；所述反馈网络单元贴敷于所述金属反射底板上，所述短路连接匹配单元纵向设置于所述反馈网络单元上且支撑连接所述天线辐射单元；所述天线辐射单元包括第一介质板、设置于第一介质板正面的若干天线辐射阵子、位于第一介质板反面且与所述天线辐射阵子连接的若干第一微带线；所述短路连接匹配单元具有若干微带线连接的微带连接线；所述反馈网络单元包括第二介质板和设置于第二介质板上的微带反馈单元，所述第一微带线经由所述微带连接线与所述微带反馈单元连接。

所述的用于超高频RFID的立体天线，其进一步设计在于，所述第一介质板为方形的双面覆铜介质板，所述天线辐射阵子有四个，且分别分布于第一介质板的四个侧边部位，该天线辐射阵子（22）呈直角倒“Z”型，其宽度呈渐变式，其长度为为0.125λ。

所述的用于超高频RFID的立体天线，其进一步设计在于，所述第一介质板上设置有与所述天线辐射阵子的端部相对应的四个金属化过孔，相应地，所述第一微带线有四根且经由所述金属化过孔与所述天线辐射阵子连接。

所述的用于超高频RFID的立体天线，其进一步设计在于，所述第一介质板的中部对角线位置上对称设置有四个插接孔。

所述的用于超高频RFID的立体天线，其进一步设计在于，所述短路连接匹配单元包括第一连接面板、第二连接面板，所述第一连接面板、第二连接面板均为单面覆铜介质板，且两者的上侧面分别对称设置有与所述插接孔相对应的插块，两者的中央分别纵向设置有上侧开口、下侧开口的咬合槽并且经由该咬合槽互相咬合，两者的插块均插接在所述插接孔中；第一连接面板、第二连接面板的两侧部对称设置有所述微带连接线，该微带连接线呈高度为0.04λ的“h”形，相应地，微带连接线形成第一下端、第二下端，且第一连接面板、第二连接面板的两端分别具有向下凸出的第二插块，所述第一下端处于所述第二插块中。

所述的用于超高频RFID的立体天线，其进一步设计在于，所述微带反馈单元包括一端为射频信号输入馈电点的第二微带线、该第二微带线的另一端分叉形成对称分布且呈矩形状分布的第三微带线、第四微带线，第三微带线、第四微带线的末端连接有一隔离电阻；同时，第三微带线、第四微带线的末端分别与一第五微带线、一第六微带线连接；所述第五微带线沿所述第三微带线外侧垂直折弯分布，其末端分叉继而连接一焊盘、一第七微带线；所述第六微带线呈台阶状分布，其端部分叉继而连接一焊盘、一第八微带线；所述第七微带线呈非对称的“几”字状分布，其末端连接一焊盘；所述第八微带线由分布于微带反馈单元外侧且依次连接的矩形段和“几”字形段组成，其末端与一焊盘连接；所述四个焊盘对称分布于所述第二介质板的对角线上，并且四者外侧各自分布有一处于第二介质板对角线上的第二插接孔，所述各第二插接孔分别与所述短路短路连接匹配单元的第二插块连接；所述第一下端进入所述第二插接孔从而接地，所述第一下端与焊盘连接。反馈网络单元的射频信号输入馈电点处连接有射频连接线缆。

所述的用于超高频RFID的立体天线，其进一步设计在于，所述金属反射底板为0.2mm的金属板。

本发明不仅体积小、增益高、而且非常显著的提高了天线的使用频率带宽，并且定向辐射性能好，增加了天线对外部环境的抗干扰性。

附图说明

图1为本发明的实施例的整体结构示意图。

图2为天线辐射单元结构示意图。

图3为第一连接面板结构示意图。

图4为第二连接面板结构示意图。

图5为反馈网络单元结构示意图。

图6为金属反射底板结构示意图。

图7天线的S11参数图。

图8 天线的辐射方向图。

具体实施方式

以下结合说明书附图以及实施例对本发明进行进一步说明。

如图1所示，该用于超高频RFID的立体天线包括天线辐射单元2、短路连接匹配单元3、反馈网络单元1以及金属反射底板5；反馈网络单元1贴敷于金属反射底板上，短路连接匹配单元纵向设置于反馈网络单元上且支承连接天线辐射单元；天线辐射单元2包括第一介质板21、设置于第一介质板正面的若干天线辐射阵子22、位于第一介质板反面且与天线辐射阵子连接的若干第一微带线23；短路连接匹配单元3具有若干微带线连接的微带连接线31；反馈网络单元1包括第二介质板11和设置于第二介质板11上的微带反馈单元12，第一微带线23经由微带连接线31与微带反馈单元12连接。反馈网络单元1的射频信号输入馈电点12a处连接有射频连接线缆4。

如图2所示，第一介质板21为方形的双面覆铜介质板，天线辐射阵子22有四个，且分别分布于第一介质板的四个侧边部位，该天线辐射阵子22呈直角倒“Z”型，其宽度呈渐变式，其长度为为0.125λ。第一介质板21上设置有与天线辐射阵子22的端部相对应的四个金属化过孔25，相应地，第一微带线23有四根且经由金属化过孔25与天线辐射阵子22连接。第一介质板21的中部对角线位置上对称设置有四个插接孔24。

如图3、图4所示，短路连接匹配单元3包括第一连接面板31、第二连接面板32，第一连接面板、第二连接面板均为单面覆铜介质板，且两者的上侧面分别对称设置有与插接孔相对应的插块33，两者的中央分别纵向设置有上侧开口、下侧开口的咬合槽34并且经由该咬合槽互相咬合，两者的插块均插接在插接孔中；第一连接面板、第二连接面板的两侧部对称设置有微带连接线35，该微带连接线呈高度为0.04λ的“h”形，相应地，微带连接线形成第一下端36、第二下端37，且第一连接面板、第二连接面板的两端分别具有向下凸出的第二插块38，第一下端处于第二插块中。

如图5所示，微带反馈单元12包括一端为射频信号输入馈电点12a的第二微带线12b、该第二微带线的另一端分叉形成对称分布且呈矩形状分布的第三微带线12c、第四微带线12d，第三微带线、第四微带线的末端连接有一隔离电阻12e；同时，第三微带线、第四微带线的末端分别与第五微带线12f、第六微带线12g连接；第五微带线沿第三微带线外侧垂直折弯分布，其末端分叉继而连接一焊盘12h、一第七微带线12i；第六微带线呈台阶状分布，其端部分叉继而连接一焊盘、一第八微带线12j；第七微带线呈非对称的“几”字状分布，其末端连接一焊盘；第八微带线由分布于微带反馈单元外侧且依次连接的矩形段和“几”字形段组成，其末端与一焊盘连接；四个焊盘对称分布于第二介质板的对角线上，并且四者外侧各自分布有一处于第二介质板对角线上的第二插接孔12k，各第二插接孔分别与短路短路连接匹配单元的第二插块连接；第一下端进入第二插接孔从而接地，第一下端与焊盘连接。

如图6所示，金属反射底板为0.2mm的金属板。

结合图7、图8，可知，本发明不仅体积小、增益高、而且非常显著的提高了天线的使用频率带宽，并且定向辐射性能好，增加了天线的对外部环境的干扰性。

Claims

1.一种用于超高频RFID的立体天线，其特征在于，包括天线辐射单元（2）、短路连接匹配单元（3）、反馈网络单元（1）以及金属反射底板（5）；所述反馈网络单元贴敷于所述金属反射底板上，所述短路连接匹配单元纵向设置于所述反馈网络单元上且支撑连接所述天线辐射单元；所述天线辐射单元包括第一介质板、设置于第一介质板正面的若干天线辐射阵子、位于第一介质板反面且与所述天线辐射阵子连接的若干第一微带线；所述短路连接匹配单元具有若干微带线连接的微带连接线；所述反馈网络单元包括第二介质板和设置于第二介质板上的微带反馈单元，所述第一微带线经由所述微带连接线与所述微带反馈单元连接。

2.根据权利要求1所述的用于超高频RFID的立体天线，其特征在于，所述第一介质板为方形的双面覆铜介质板，所述天线辐射阵子有四个，且分别分布于第一介质板的四个侧边部位，该天线辐射阵子（22）呈直角倒“Z”型，其宽度呈渐变式，其长度为为0.125λ。

3.根据权利要求2所述的用于超高频RFID的立体天线，其特征在于，所述第一介质板上设置有与所述天线辐射阵子的端部相对应的四个金属化过孔，相应地，所述第一微带线有四根且经由所述金属化过孔与所述天线辐射阵子连接。

4.根据权利要求3所述的用于超高频RFID的立体天线，其特征在于，所述第一介质板的中部对角线位置上对称设置有四个插接孔。

5.根据权利要求4所述的用于超高频RFID的立体天线，其特征在于，所述短路连接匹配单元包括第一连接面板、第二连接面板，所述第一连接面板、第二连接面板均为单面覆铜介质板，且两者的上侧面分别对称设置有与所述插接孔相对应的插块，两者的中央分别纵向设置有上侧开口、下侧开口的咬合槽并且经由该咬合槽互相咬合，两者的插块均插接在所述插接孔中；第一连接面板、第二连接面板的两侧部对称设置有所述微带连接线，该微带连接线呈高度为0.04λ的“h”形，相应地，微带连接线形成第一下端、第二下端，且第一连接面板、第二连接面板的两端分别具有向下凸出的第二插块，所述第一下端处于所述第二插块中。

6.根据权利要求5所述的用于超高频RFID的立体天线，其特征在于，所述微带反馈单元包括一端为射频信号输入馈电点的第二微带线、该第二微带线的另一端分叉形成对称分布且呈矩形状分布的第三微带线、第四微带线，第三微带线、第四微带线的末端连接有一隔离电阻；同时，第三微带线、第四微带线的末端分别与一第五微带线、一第六微带线连接；所述第五微带线沿所述第三微带线外侧垂直折弯分布，其末端分叉继而连接一焊盘、一第七微带线；所述第六微带线呈台阶状分布，其端部分叉继而连接一焊盘、一第八微带线；所述第七微带线呈非对称的“几”字状分布，其末端连接一焊盘；所述第八微带线由分布于微带反馈单元外侧且依次连接的矩形段和“几”字形段组成，其末端与一焊盘连接；所述四个焊盘对称分布于所述第二介质板的对角线上，并且四者外侧各自分布有一处于第二介质板对角线上的第二插接孔，所述各第二插接孔分别与所述短路短路连接匹配单元的第二插块连接；所述第一下端进入所述第二插接孔从而接地，所述第一下端与焊盘连接；反馈网络单元的射频信号输入馈电点处连接有射频连接线缆。

7.根据权利要求1所述的用于超高频RFID的立体天线，其特征在于，所述金属反射底板为0.2mm的金属板。