CN114024124B - 一种可兼顾近远场读取的小型化圆极化阅读器天线 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种可兼顾近远场读取的小型化圆极化阅读器天线，基于电磁超材料原理和口径面辐射理论，采用超材料结构作为辐射体，提出环形的超谐振器构型，解决了传统阅读器天线尺寸大或结构复杂，难以在空间受限的产品或小型化设备中应用，以及传统方案因成本高难以大规模应用的缺点，整个天线结构形式简单，成本低廉，天线工作带宽宽，且带内辐射性能稳定，能够满足各类不同频段的RFID等物联网设备的通信需求；并且天线在实现远场高增益圆极化辐射的同时，在近场区实现了口径面的均匀场分布，使得近场区和远场区均能实现稳定可靠的通信，解决了传统阅读器天线难以兼顾远近距离通信的问题和盲点。

Description

一种可兼顾近远场读取的小型化圆极化阅读器天线
技术领域
本发明涉及一种可兼顾近远场读取的小型化圆极化阅读器天线，属于射频天线技术领域。
背景技术
当下随着物联网的快速推进和不断发展，物联网技术已经深度融入到人们的生活和生产中，射频识别技术（RFID）作为物联网***的重要组成部分，被广泛应用到人们的日常生活和工业生产中，比如门禁卡管理***、车站自动收费***以及各种工业自动化设备等。RFID技术在无线通信部分可分为标签天线和阅读器天线，标签天线主要是一类弯折线型的电偶极子和磁偶极子的线极化天线，阅读器天线按照不同应用场景又可分为近场阅读器天线和圆极化阅读器天线。在实际应用中，标签天线由于张贴在产品的表面，因此标签天线的极化方向和摆放角度是不确定的，为了保证不出现漏读和通信失效，不同的应用场景对RFID阅读器天线提出了高的性能需求，如天线的带宽、辐射极化形式、辐射增益、波束角度以及近远场场强等。
通常近场阅读器天线，主要由一系列的螺旋绕线或者电容加载传输线等形式实现。近场阅读器天线，在近场区会产生一个均匀的场分布，而由于场的相互抵消作用在远场区基本不存在辐射，该类阅读器天线阅读的距离在天线近场区域，在稍远一点的空间不能实现读取通信。圆极化阅读器天线，主要有圆极化贴片天线、正交偶极子对天线和顺序旋转馈电天线等，该类天线在近场区的场分布区域有限且不均匀，在远场区会产生一个较强的辐射能力，实现远距离的读取通信，而在近距离下常常出现漏读等现象。
其中，圆极化贴片天线方案，由于其辐射机理的限制，天线工作带宽窄，近场区的场分布主要由两条磁缝隙组成，难以同时兼顾近场和远场的读取。正交偶极子对圆极化天线，主要由两个正交频率微扰的偶极子组成，该方案存在天线剖面高的问题，难以应用在空间受限的工业设备中。顺序旋转馈电天线，通常是两到四个辐射单元，用额外地相移馈电网络进行馈电辐射，该方案存在结构复杂、成本高且天线损耗大的缺点，难以在大规模工业产线上推广应用。通过上述现有技术的综述分析，目前的RFID阅读器天线，均难以实现小型化、低成本、且同时兼顾近远场阅读通信，因此现有阅读器天线难以满足需要近远场兼顾通信的场景。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可兼顾近远场读取的小型化圆极化阅读器天线，通过将电磁超材料技术引入圆极化天线设计中，能够在实现高性能远场区圆极化辐射的同时，在近场区形成均匀的场分布，同时获得近场区和远距离的可靠通信，满足了工业自动化流水产线设备对远近距离的高质量通信需求。
本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种可兼顾近远场读取的小型化圆极化阅读器天线，用于实现RFID射频阅读器的射频信号收发，包括中置垂直超谐振器、馈电探针、以及至少四个边置垂直超谐振器；
各个边置垂直超谐振器为直线形结构，各边置垂直超谐振器以相邻端部相连方式围成多边形结构，且各边置垂直超谐振器所在面彼此相共面，以及该多边形结构中存在满足如下条件的两个分别均由两条彼此相对边置垂直超谐振器构成的超谐振器组；
条件：各超谐振器组中两条彼此相对边置垂直超谐振器彼此平行、且长度相等，各超谐振器组中两条边置垂直超谐振器中点位置的连线彼此相交、且相互垂直；
中置垂直超谐振器为直线形结构，中置垂直超谐振器以与各边置垂直超谐振器所在面相共面的姿态、置于各边置垂直超谐振器所围成的多边形结构中，且中置垂直超谐振器位于以任意一个超谐振器组中两条边置垂直超谐振器所对应矩形的对角线上；
中置垂直超谐振器结合其两端位置之间的导电连通，构成电流环路；各边置垂直超谐振器分别结合其两端位置之间的导电连通，构成电流环路；馈电探针上的其中一端连接于中置垂直超谐振器，馈电探针的另一端经同轴线连接RFID射频阅读器。
作为本发明的一种优选技术方案：所述中置垂直超谐振器、以及所述各边置垂直超谐振器分别均包括介质板、至少两个金属层；各垂直超谐振器的结构中：各金属层表面的宽度均与对应介质板表面的宽度相等，各金属层表面的长度之和大于对应介质板的长度，各金属层沿介质板长度方向依次设置于对应介质板的表面，且相邻金属层分别设置于对应介质板的上下两面，在垂直于介质板表面的投影方向上，相邻金属层彼此相对端部的投影区域彼此相重叠，该重叠位置构成叠层电容，且全部金属层的整体投影区域与对应介质板投影区域彼此相重叠。
作为本发明的一种优选技术方案：还包括各个导电件，导电件的个数等于各边置垂直超谐振器所围成多边形结构的顶点数量+2，其中，多边形结构顶点数量的各个导电件分别与多边形结构的各顶点位置一一对应，剩余2个导电件分别与中置垂直超谐振器的两端位置一一对应，各个导电件上的其中一端分别连接其对应位置上的金属层，且各个导电件均位于多边形结构所在面的相同一侧；中置垂直超谐振器两端位置分别所连导电件上的另一端彼此导电连通，中置垂直超谐振器与其所连两导电件构成电流环路；多边形结构上各顶点位置分别所连导电件上的另一端彼此导电连通，各边置垂直超谐振器分别与其两端所连导电件构成电流环路；馈电探针上的其中一端连接于中置垂直超谐振器上的其中一金属层，且馈电探针与各导电件位于多边形结构所在面的相同侧。
作为本发明的一种优选技术方案：还包括金属地板，金属地板以其与所述多边形结构所在面相平行的姿态、位于多边形结构所在面的一侧，且金属地板与各导电件位于多边形结构所在面的相同侧，以及金属地板与多边形结构所在面保持预设距离间隙，各导电件上的另一端均与金属地板相连接实现导电连通；沿垂直于多边形结构所在面的投影方向，多边形结构的投影区域位于金属地板投影区域的内部；所述中置垂直超谐振器的厚度方向所在直线、以及各边置垂直超谐振器的厚度方向所在直线均与金属地板所在面相垂直；所述馈电探针的另一端穿过金属地板、经同轴线连接RFID射频阅读器。
作为本发明的一种优选技术方案：还包括切角形式超表面和各个绝缘支撑，切角形式超表面包括介质基板、以及分布设于介质基板表面上的各个单层切角金属贴片，切角形式超表面所在面位于所述多边形结构所在面上背向各导电件的一侧，且切角形式超表面所在面与多边形结构所在面相平行，切角形式超表面通过各个绝缘支撑与所述金属地板表面相连接；沿垂直于多边形结构所在面的投影方向，切角形式超表面的投影区域与多边形结构的投影区域彼此之间存在重叠区域。
作为本发明的一种优选技术方案：沿垂直于多边形结构所在面的投影方向，多边形结构的投影区域位于切角形式超表面的投影区域内。
作为本发明的一种优选技术方案：所述切角形式超表面的结构中，所述各个单层切角金属贴片阵列分布设于所述介质基板的表面上。
作为本发明的一种优选技术方案：所述导电件为金属螺钉。
作为本发明的一种优选技术方案：所述馈电探针为探针式法兰盘SMA接头。
作为本发明的一种优选技术方案：所述边置垂直超谐振器的数量为四个，所述中置垂直超谐振器中金属层的数量为两个，所述各边置垂直超谐振器中金属层的数量为三个。
本发明所述一种可兼顾近远场读取的小型化圆极化阅读器天线，采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
（1）本发明所设计一种可兼顾近远场读取的小型化圆极化阅读器天线，基于电磁超材料原理和口径面辐射理论，采用超材料结构作为辐射体，提出一种新型环形的超谐振器构型，解决了传统阅读器天线尺寸大或结构复杂，难以在空间受限的产品和小型化设备中应用，以及传统方案因成本高难以大规模应用的缺点，整个天线结构形式简单，成本低廉，天线工作带宽宽，且带内辐射性能稳定，能够满足各类不同频段的RFID等物联网设备的通信需求；并且天线在实现远场高增益圆极化辐射的同时，在近场区实现了口径面的均匀场分布，使得近场区和远场区均能实现稳定可靠的通信读取，解决了传统阅读器天线难以同时兼顾远近距离通信的问题和盲点；
（2）本发明所设计可兼顾近远场读取的小型化圆极化阅读器天线，具有天线尺寸小和低剖面的优点，使得该发明适用于小型化***和空间有限的设备中；并且天线工作带宽宽，能够覆盖UHF-RFID频段，满足多种物联网通信***的需求，包括但不限于RFID,WIFI，BLE，以及程控通信，同时工作带宽宽，具有更大的带宽阈值，能够抵御应用场景改变和外界环境变化带来的频率偏移的问题；此外本发明设计中的天线具有损耗低、辐射效率高、表面场分布均匀、以及远场辐射增益高等优点，能够同时兼顾近距离和远距离的阅读通信，满足可靠性通信要求；实际应用中，提供了多个方案，可以根据实际的使用场景，通过超表面控制辐射场，进而实现不同场景方案灵活选择或切换；并且所设计天线成本低，仅采用单层PCB板和金属铝板、螺钉等结构，易于生产和大规模应用。
附图说明
图1是本发明所设计可兼顾近远场读取的小型化圆极化阅读器天线实施例一的3D示意图；
图2是本发明所设计可兼顾近远场读取的小型化圆极化阅读器天线实施例一的三视图；
图3是本发明所设计可兼顾近远场读取的小型化圆极化阅读器天线实施例一的带宽图；
图4是本发明所设计可兼顾近远场读取的小型化圆极化阅读器天线实施例一的辐射性能图；
图5是本发明所设计可兼顾近远场读取的小型化圆极化阅读器天线实施例一的近场区电磁场分布图；
图6是本发明所设计可兼顾近远场读取的小型化圆极化阅读器天线实施例二的3D示意图；
图7是本发明所设计可兼顾近远场读取的小型化圆极化阅读器天线实施例二的三视图；
图8是本发明所设计可兼顾近远场读取的小型化圆极化阅读器天线实施例二的带宽图；
图9是本发明所设计可兼顾近远场读取的小型化圆极化阅读器天线实施例二的辐射性能图；
图10是本发明所设计可兼顾近远场读取的小型化圆极化阅读器天线实施例二的近场区电磁场分布图。
其中，1. 中置垂直超谐振器，2. 馈电探针，3. 边置垂直超谐振器，4. 导电件，5.叠层电容，6. 金属地板，7. 切角形式超表面，8. 绝缘支撑。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
本发明设计了一种可兼顾近远场读取的小型化圆极化阅读器天线，用于实现RFID射频阅读器与RFID标签之间的射频信号收发和握手，具体提出两种实施例应用方案，其中如图1和图所示，第一种实施例包括中置垂直超谐振器1、馈电探针2、以及至少四个边置垂直超谐振器3、以及各个导电件4。
各个边置垂直超谐振器3为直线形结构，各边置垂直超谐振器3以相邻端部相连方式围成多边形结构，且各边置垂直超谐振器3所在面彼此相共面，以及该多边形结构中存在满足如下条件的两个分别均由两条彼此相对边置垂直超谐振器3构成的超谐振器组。
条件：各超谐振器组中两条彼此相对边置垂直超谐振器3彼此平行、且长度相等，各超谐振器组中两条边置垂直超谐振器3中点位置的连线彼此相交、且相互垂直。
中置垂直超谐振器1为直线形结构，中置垂直超谐振器1以与各边置垂直超谐振器3所在面相共面的姿态、置于各边置垂直超谐振器3所围成的多边形结构中，且中置垂直超谐振器1位于以任意一个超谐振器组中两条边置垂直超谐振器3所对应矩形的对角线上，由中置垂直超谐振器1作为多边形结构所形成的超谐振器的激励源。
中置垂直超谐振器1、以及各边置垂直超谐振器3分别均包括介质板、至少两个金属层；各垂直超谐振器的结构中：各金属层表面的宽度均与对应介质板表面的宽度相等，各金属层表面的长度之和大于对应介质板的长度，各金属层沿介质板长度方向依次设置于对应介质板的表面，且相邻金属层分别设置于对应介质板的上下两面，在垂直于介质板表面的投影方向上，相邻金属层彼此相对端部的投影区域彼此相重叠，该重叠位置构成叠层电容5，且全部金属层的整体投影区域与对应介质板投影区域彼此相重叠。
上述叠层电容5的设计，不仅实现了天线的小型化操作，还通过相邻的叠层电容的微扰，形成高效率的圆极化辐射，以满足远距离的阅读需求，叠层电容5还用于增大泄露电场，增大天线的表面的电场，获得均匀口径面，满足近距离阅读需求。如此，垂直超谐振器的结构设计，实现了宽带低损耗的辐射特性，这里整体结构方案实现了天线的小型化设计和更大的辐射场分布，即更均匀的口径场分布。同时，通过调整叠层电容5的大小，在两个正交的电场分量之间引入频率微扰，用于产生两个幅度相等但相位相差90°的垂直电场分量，进而实现远场区的圆极化辐射。
实际应用中，中置垂直超谐振器1上设计采用单个叠层电容5设计，便于调控激励源的谐振频率和幅度，以实现超材料天线的良好阻抗匹配和近远场辐射。
导电件4的个数等于各边置垂直超谐振器3所围成多边形结构的顶点数量+2，其中，多边形结构顶点数量的各个导电件4分别与多边形结构的各顶点位置一一对应，剩余2个导电件4分别与中置垂直超谐振器1的两端位置一一对应，各个导电件4上的其中一端分别连接其对应位置上的金属层，且各个导电件4均位于多边形结构所在面的相同一侧；中置垂直超谐振器1两端位置分别所连导电件4上的另一端彼此导电连通，中置垂直超谐振器1与其所连两导电件4构成电流环路；多边形结构上各顶点位置分别所连导电件4上的另一端彼此导电连通，各边置垂直超谐振器3分别与其两端所连导电件4构成电流环路。
馈电探针2上的其中一端连接于中置垂直超谐振器1上的其中一金属层，且馈电探针2与各导电件4位于多边形结构所在面的相同侧，馈电探针2的另一端经同轴线连接RFID射频阅读器，构成天线的馈电部分。
基于上述所设计可兼顾近远场读取的小型化圆极化阅读器天线技术方案的基础之上，进一步设计加入金属地板6，金属地板6以其与所述多边形结构所在面相平行的姿态、位于多边形结构所在面的一侧，且金属地板6与各导电件4位于多边形结构所在面的相同侧，以及金属地板6与多边形结构所在面保持预设距离间隙，各导电件4上的另一端均与金属地板6相连接实现导电连通；沿垂直于多边形结构所在面的投影方向，多边形结构的投影区域位于金属地板6投影区域的内部；所述中置垂直超谐振器1的厚度方向所在直线、以及各边置垂直超谐振器3的厚度方向所在直线均与金属地板6所在面相垂直；所述馈电探针2的另一端穿过金属地板6、经同轴线连接RFID射频阅读器。
金属地板6在实际应用中，具体选择薄层铝板结构，用作天线的地板和垂直超谐振器的电流环路组成，以实现定向辐射。
如上述实施例一提出的低损耗宽带宽特性的垂直电磁超材料谐振器结构，即垂直超谐振器，使得所提出的圆极化天线实现了宽带工作和高辐射性能，如图3和4所示。通过环形排布超谐振器结构和多电容嵌入的方法，实现了近场区均匀的口径面辐射场分布，如图5所示。
以上述所设计结构作为可兼顾近远场读取的小型化圆极化阅读器天线应用的第一实施例，本发明进一步设计了第二实施例，具体在第一实施例的基础上，如图6和图7所示，加入切角形式超表面7和各个绝缘支撑8，切角形式超表面7包括介质基板、以及分布设于介质基板表面上的各个单层切角金属贴片，切角形式超表面7所在面位于所述多边形结构所在面上背向各导电件4的一侧，且切角形式超表面7所在面与多边形结构所在面相平行，切角形式超表面7通过各个绝缘支撑8与所述金属地板6表面相连接；沿垂直于多边形结构所在面的投影方向，切角形式超表面7的投影区域与多边形结构的投影区域彼此之间存在重叠区域。
并在实际应用中，进一步设计沿垂直于多边形结构所在面的投影方向，多边形结构的投影区域位于切角形式超表面7的投影区域内；并且具体实施应用中，切角形式超表面7的结构中，所述各个单层切角金属贴片阵列分布设于所述介质基板的表面上；并且切角形式超表面7通过由单层切角的小贴片组成，并腐刻薄层FR4介质基板上进行获得。
上述实施例二中，切角形式超表面7的加入，不仅可提升天线近场区口径面的场分布，即增强近区的阅读能力，还能提高远场区的辐射增益，即提升远区的阅读能力，并且切角形式超表面7的切角设计，是为了进一步增强天线的圆极化辐射能力，通过加载超表面进行二次辐射，能够拓展工作带宽和天线的辐射增益，增加了远区的通信距离，如图8和9所示。除此之外，得益于切角形式超表面7对表面场分布的调控，获得了更加均匀的辐射口径，提升了近距离阅读的可靠性和有效性，如图10所示。
将本发明分别所设计两种实施例下的可兼顾近远场读取的小型化圆极化阅读器天线，应用于实际当中，具体设计应用导电件4为金属螺钉、以及设计应用馈电探针2为探针式法兰盘SMA接头，用于将RFID信号馈入到天线中，产生辐射；并且设计边置垂直超谐振器3的数量为四个，所述中置垂直超谐振器1中金属层的数量为两个，即获得位于中置垂直超谐振器1上的一个叠层电容5，所述各边置垂直超谐振器3中金属层的数量为三个，即获得分别位于各边置垂直超谐振器3上的两个叠层电容5，并且在实际的产品生产中，关于由介质板、以及至少两个金属层所构成的中置垂直超谐振器1与各边置垂直超谐振器3设计中，是基于两面做有覆铜层的F4BM220低损耗介质板，通过对覆铜层的刻蚀，获得所设计结构。
上述技术方案所设计可兼顾近远场读取的小型化圆极化阅读器天线，基于电磁超材料原理和口径面辐射理论，采用超材料结构作为辐射体，提出一种新型环形的超谐振器构型，解决了传统阅读器天线尺寸大或结构复杂，难以在空间受限的产品和小型化设备中应用，以及传统方案因成本高难以大规模应用的缺点，整个天线设计形式简单，成本低廉，天线工作带宽宽，且带内辐射性能稳定，能够满足各类不同频段RFID等物联网设备的通信需求；并且天线在实现远场高增益圆极化辐射的同时，在近场区实现了口径面的均匀场分布，使得近场区和远场区均能保持稳定可靠的通信，解决了传统阅读器天线难以同时兼顾远近距离通信的问题和盲点；
具体来讲，可兼顾近远场读取的小型化圆极化阅读器天线的设计，具有天线尺寸小和低剖面的优点，使得该发明适用于小型化***和空间有限的设备中；并且天线工作带宽宽，能够覆盖UHF-RFID频段，满足多种物联网通信***的应用需求，包括但不限于RFID,WIFI，BLE，以及程控通信，同时工作带宽宽，具有更大的带宽阈值，能够抵御应用场景改变和外界环境变化带来的频率偏移的问题；此外本发明设计中的天线具有损耗低、辐射效率高、表面场分布均匀、以及远场辐射增益高等优点，能够同时兼顾近距离和远距离的阅读通信，满足可靠性通信要求；实际应用中，提供了多个方案，可以根据实际的使用场景，通过超表面控制辐射场，进而实现不同场景方案灵活选择或切换；；并且所设计天线成本低，仅采用单层PCB板和金属铝板、螺钉等结构，易于生产和大规模应用。
下面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (10)

1.一种可兼顾近远场读取的小型化圆极化阅读器天线，用于实现RFID射频阅读器的射频信号收发，其特征在于：包括中置垂直超谐振器（1）、馈电探针（2）、以及至少四个边置垂直超谐振器（3）；
各个边置垂直超谐振器（3）为直线形结构，各边置垂直超谐振器（3）以相邻端部相连方式围成多边形结构，且各边置垂直超谐振器（3）所在面彼此相共面，以及该多边形结构中存在满足如下条件的两个分别均由两条彼此相对边置垂直超谐振器（3）构成的超谐振器组；
条件：各超谐振器组中两条彼此相对边置垂直超谐振器（3）彼此平行、且长度相等，各超谐振器组中两条边置垂直超谐振器（3）中点位置的连线彼此相交、且相互垂直；
中置垂直超谐振器（1）为直线形结构，中置垂直超谐振器（1）以与各边置垂直超谐振器（3）所在面相共面的姿态、置于各边置垂直超谐振器（3）所围成的多边形结构中，且中置垂直超谐振器（1）位于以任意一个超谐振器组中两条边置垂直超谐振器（3）所对应矩形的对角线上；
中置垂直超谐振器（1）结合其两端位置之间的导电连通，构成电流环路；各边置垂直超谐振器（3）分别结合其两端位置之间的导电连通，构成电流环路；馈电探针（2）上的其中一端连接于中置垂直超谐振器（1），馈电探针（2）的另一端经同轴线连接RFID射频阅读器；
中置垂直超谐振器（1）、以及所述各边置垂直超谐振器（3）分别均包括介质板、至少两个金属层；相邻金属层分别设置于对应介质板的上下两面，在垂直于介质板表面的投影方向上，相邻金属层彼此相对端部的投影区域彼此相重叠，该重叠位置构成叠层电容（5）。
2.根据权利要求1所述一种可兼顾近远场读取的小型化圆极化阅读器天线，其特征在于：所述中置垂直超谐振器（1）、以及所述各边置垂直超谐振器（3）分别均包括介质板、至少两个金属层；各垂直超谐振器的结构中：各金属层表面的宽度均与对应介质板表面的宽度相等，各金属层表面的长度之和大于对应介质板的长度，各金属层沿介质板长度方向依次设置于对应介质板的表面，且相邻金属层分别设置于对应介质板的上下两面，在垂直于介质板表面的投影方向上，相邻金属层彼此相对端部的投影区域彼此相重叠，该重叠位置构成叠层电容（5），且全部金属层的整体投影区域与对应介质板投影区域彼此相重叠。
3.根据权利要求2所述一种可兼顾近远场读取的小型化圆极化阅读器天线，其特征在于：还包括各个导电件（4），导电件（4）的个数等于各边置垂直超谐振器（3）所围成多边形结构的顶点数量+2，其中，多边形结构顶点数量的各个导电件（4）分别与多边形结构的各顶点位置一一对应，剩余2个导电件（4）分别与中置垂直超谐振器（1）的两端位置一一对应，各个导电件（4）上的其中一端分别连接其对应位置上的金属层，且各个导电件（4）均位于多边形结构所在面的相同一侧；中置垂直超谐振器（1）两端位置分别所连导电件（4）上的另一端彼此导电连通，中置垂直超谐振器（1）与其所连两导电件（4）构成电流环路；多边形结构上各顶点位置分别所连导电件（4）上的另一端彼此导电连通，各边置垂直超谐振器（3）分别与其两端所连导电件（4）构成电流环路；馈电探针（2）上的其中一端连接于中置垂直超谐振器（1）上的其中一金属层，且馈电探针（2）与各导电件（4）位于多边形结构所在面的相同侧。
4.根据权利要求1所述一种可兼顾近远场读取的小型化圆极化阅读器天线，其特征在于：还包括金属地板（6），金属地板（6）以其与所述多边形结构所在面相平行的姿态、位于多边形结构所在面的一侧，且金属地板（6）与各导电件（4）位于多边形结构所在面的相同侧，以及金属地板（6）与多边形结构所在面保持预设距离间隙，各导电件（4）上的另一端均与金属地板（6）相连接实现导电连通；沿垂直于多边形结构所在面的投影方向，多边形结构的投影区域位于金属地板（6）投影区域的内部；所述中置垂直超谐振器（1）的厚度方向所在直线、以及各边置垂直超谐振器（3）的厚度方向所在直线均与金属地板（6）所在面相垂直；所述馈电探针（2）的另一端穿过金属地板（6）、经同轴线连接RFID射频阅读器。
5.根据权利要求4所述一种可兼顾近远场读取的小型化圆极化阅读器天线，其特征在于：还包括切角形式超表面（7）和各个绝缘支撑（8），切角形式超表面（7）包括介质基板、以及分布设于介质基板表面上的各个单层切角金属贴片，切角形式超表面（7）所在面位于所述多边形结构所在面上背向各导电件（4）的一侧，且切角形式超表面（7）所在面与多边形结构所在面相平行，切角形式超表面（7）通过各个绝缘支撑（8）与所述金属地板（6）表面相连接；沿垂直于多边形结构所在面的投影方向，切角形式超表面（7）的投影区域与多边形结构的投影区域彼此之间存在重叠区域。
6.根据权利要求4所述一种可兼顾近远场读取的小型化圆极化阅读器天线，其特征在于：沿垂直于多边形结构所在面的投影方向，多边形结构的投影区域位于切角形式超表面（7）的投影区域内。
7.根据权利要求5所述一种可兼顾近远场读取的小型化圆极化阅读器天线，其特征在于：所述切角形式超表面（7）的结构中，所述各个单层切角金属贴片阵列分布设于所述介质基板的表面上。
8.根据权利要求3所述一种可兼顾近远场读取的小型化圆极化阅读器天线，其特征在于：所述导电件（4）为金属螺钉。
9.根据权利要求1至7中任意一项所述一种可兼顾近远场读取的小型化圆极化阅读器天线，其特征在于：所述馈电探针（2）为探针式法兰盘SMA接头。
10.根据权利要求1至7中任意一项所述一种可兼顾近远场读取的小型化圆极化阅读器天线，其特征在于：所述边置垂直超谐振器（3）的数量为四个，所述中置垂直超谐振器（1）中金属层的数量为两个，所述各边置垂直超谐振器（3）中金属层的数量为三个。
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