專利名稱：頻率可重構(gòu)的射頻識別圓極化閱讀器天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種頻率可重構(gòu)閱讀器天線，具體是涉及一種可應(yīng)用在超高頻和 微波(2.45GHz)頻段射頻識別系統(tǒng)閱讀器中的頻率可重構(gòu)的射頻識別圓極化閱讀器天線。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，使人類社會已進(jìn)入信息時代。信息社會的主要標(biāo)志之
一是信息的快速而廣泛傳遞。從本質(zhì)上來說，信息傳遞必須通過兩種方式有線傳輸方式和
無線傳輸方式。目前的固定電話、有線電視、有線互聯(lián)網(wǎng)等都屬于有線傳輸方式。移動通信、
衛(wèi)星通信、無線本地通信和各種軍民用雷達(dá)的信息傳遞方式就屬于無線傳輸方式。隨著科
學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，人類對通信的需要越來越高，以光纖通信、地面及衛(wèi)星通信為代表的
新型通信方式及其相關(guān)技術(shù)正在迅猛的發(fā)展，無線傳輸技術(shù)將越來越來發(fā)揮重要的作用。
目前，各種綜合信息系統(tǒng)發(fā)展的重要方向之一是大容量、多功能、超寬帶。很明
顯，通過提高系統(tǒng)容量、增加系統(tǒng)功能、擴(kuò)展系統(tǒng)帶寬，一方面可以滿足日益膨脹的實際需
求，另一方面可以降低系統(tǒng)成本。但是現(xiàn)代大容量、多功能、超帶寬綜合信息系統(tǒng)的迅猛發(fā)
展，使得在統(tǒng)一平臺上搭載的信息子系統(tǒng)數(shù)量增加。作為無線系統(tǒng)中心系統(tǒng)中信息出入必
然通道的天線，其數(shù)量也相應(yīng)的增加。從降低綜合信息系統(tǒng)的整體成本、減輕重量、減小系
統(tǒng)的雷達(dá)散射截面、實現(xiàn)良好的電磁兼容特性等方面來看，這種現(xiàn)象非常有害，也成為制約
綜合信息系統(tǒng)進(jìn)一步向大容量、多功能、超寬帶方向發(fā)展和應(yīng)用的一大"瓶頸"。 為了克服這個"瓶頸"，使整個信息系統(tǒng)的特性盡可能少的受到天線的制約，"可重
構(gòu)天線"的概念被提出來并獲得了發(fā)展?？芍貥?gòu)天線的研究旨在使天線能根據(jù)環(huán)境的需要
實時重構(gòu)天線的特性。本文所研究的課題正是基于這一背景提出來的。它是一種新穎的，
并且越來越引起天線設(shè)計領(lǐng)域關(guān)注的天線技術(shù)，這種天線能夠在不改變其機(jī)械結(jié)構(gòu)的情況
下，通過非機(jī)械的手段來改變其關(guān)鍵的特性參數(shù)，如工作頻率，輻射方向圖、極化方式、雷達(dá)
散射截面積和輸入阻抗等等。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺點，提供一種可以應(yīng)用在超高 頻(UHF)和微波(2.45GHz)頻段射頻識別系統(tǒng)中，且剖面低、體積小、結(jié)構(gòu)簡單、易加工、成 本低的頻率可重構(gòu)射頻識別圓極化閱讀器天線。 本實用新型的目的通過如下技術(shù)方案實現(xiàn) 頻率可重構(gòu)的射頻識別圓極化閱讀器天線，該閱讀器天線包括天線輻射貼片單 元、空氣層、介質(zhì)板、射頻開關(guān)和端口。所述天線輻射貼片單元兩個，位于介質(zhì)板同側(cè)，上層 輻射貼片單元為中間切一方形孔的方形貼片，下層輻射貼片單元為方形貼片，輻射貼片單 元和饋電網(wǎng)絡(luò)用探針相連。輻射貼片單元和介質(zhì)板之間形成空氣層。介質(zhì)板的上表面覆有 饋電網(wǎng)絡(luò)，介質(zhì)板的下表面貼有銅皮的地板。所述饋電網(wǎng)絡(luò)由兩個功分器和四分之波長移 相器組成。所述射頻開關(guān)兩個，連接兩個功分器。所述的輻射單元和介質(zhì)板四個角上設(shè)有支柱，形成空氣層。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下優(yōu)點和積極效果 (1)本實用新型中采用雙層輻射貼片單元，上層輻射貼片單元和下層輻射貼片單元不在同一平面內(nèi)，并且在上層輻射貼片單元所對應(yīng)下層輻射貼片單元的位置開一方形孔，這樣就減小了輻射貼片單元之間的輻射性能的影響。 (2)本實用新型中對輻射單元采用雙饋電點產(chǎn)生90。相位差，來實現(xiàn)圓極化，這就簡化了圓極化饋電網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性，同時降低了制作的難度。 (3)本實用新型中饋電網(wǎng)絡(luò)由兩個功分器和四分之波長移相器構(gòu)成，在兩個功分器之間加載射頻開關(guān)，通過控制射頻開關(guān)的狀態(tài)"通"或"斷"，來實現(xiàn)天線的工作頻率在超高頻(UHF)和微波(2.45GHz)頻段之間切換。 (4)本實用新型頻率可重構(gòu)射頻識別圓極化天線，能夠用于超高頻(UHF)頻段和微波2. 45GHz頻段的射頻識別系統(tǒng)中，可同時涵蓋歐盟的865 868MHz射頻識別系統(tǒng)、我國的840 545MHz/902 925MHz的射頻識別系統(tǒng)、美國的902 928的射頻識別系統(tǒng)、以及微波2. 45GHz頻段的射頻識別系統(tǒng)。另外，在不改變天線結(jié)構(gòu)的前提下通過改變輻射貼片單元2的尺寸后的頻率可重構(gòu)的射頻識別閱讀器圓極化天線，可應(yīng)用于超高頻(UHF)頻段和微波5. 8GHz頻段射頻識別系統(tǒng)中。 (6)本實用新型頻率可重構(gòu)射頻識別圓極化閱讀器天線還具有低剖面、體積小、結(jié)構(gòu)簡單、容易加工、成本低的特點。

圖1為本實用新型頻率可重構(gòu)的射頻識別圓極化閱讀器天線的結(jié)構(gòu)示意圖。[0015] 圖2為圖1中輻射貼片單元的俯視圖。[0016] 圖3為圖1中饋電網(wǎng)絡(luò)的俯視圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，但本實用新型的實施方式不限于此。 圖1為本使用新型頻率可重構(gòu)的射頻識別圓極化閱讀器天線的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1中輻射貼片單元的俯視圖。圖3為圖1中饋電網(wǎng)絡(luò)的俯視圖。天線包括輻射貼片單元1和2、空氣層3、介質(zhì)板4和端口 5。兩個輻射貼片單元1和2為方形銅片，輻射貼片單元1中央開有一方形孔11 ，兩輻射貼片單元1和2不在同一平面內(nèi)，減小了相互之間的輻射影響。第一饋電點12、第二饋電點13為輻射貼片單元1的饋電點。第三饋電點饋電21、第四饋電點22為輻射貼片單元2的饋電點，通過調(diào)節(jié)方形孔11的大小與饋電點的位置可以優(yōu)化天線的性能，使天線具有良好的阻抗帶寬和軸比帶寬?？諝鈱?介于輻射單元1、2和介質(zhì)板4之間，用來改善天線的性能。介質(zhì)板4的上表面覆有饋電網(wǎng)絡(luò)401，下表面貼有銅皮。饋電網(wǎng)絡(luò)401由兩功分器和四分之一波長移相器組成。功分器407和四分之一波長移相器411對輻射貼片單元1饋電，功分器408和四分之一波長移相器412對輻射貼片單元2饋電。饋電網(wǎng)絡(luò)中的50Q微帶線402與第一射頻開關(guān)413、第二射頻開關(guān)414的一端相連接。50 Q微帶線403連接第一射頻開關(guān)413與T型頭405， 50 Q微帶線404連接第二射頻開關(guān)414與T型頭406。功分器407、408的兩個輸出端口分別加載隔離電阻409、410，用來提高兩輸出信號的隔離度。在功分器407的輸出端接四分之一波長移相器411，使第一饋電點12、第二饋電點13之間產(chǎn)生90°相移，來實現(xiàn)圓極化。在功分器408的輸出端接四分之一波長移相器412，使第三饋電點21、第四饋電點22之間產(chǎn)生90。相移，從而實現(xiàn)圓極化。 第一射頻開關(guān)413加載在50 Q微帶線402與50 Q微帶線403之間，第二射頻開關(guān)414加載在50 Q微帶線402與50 Q微帶線404之間，每個射頻開關(guān)有兩個狀態(tài)"通"或"斷"，當(dāng)天線工作時，通過控制射頻開關(guān)413、414的狀態(tài)，來改變天線的諧振頻率，從而實現(xiàn)天線工作頻率的重構(gòu)。當(dāng)射頻開關(guān)413處在"通"狀態(tài)、射頻開關(guān)處在414 "斷"狀態(tài)時，饋電網(wǎng)絡(luò)對輻射貼片單元1饋電，天線工作在UHF頻段。當(dāng)射頻開關(guān)413處在"斷"狀態(tài)、射頻開關(guān)處在414 "通"狀態(tài)時，饋電網(wǎng)絡(luò)對輻射貼片單元2饋電，天線工作在微波2. 45GHz頻段。 應(yīng)用本實用新型頻率可重構(gòu)的射頻識別圓極化閱讀器天線發(fā)射信號時，輸入信號從50Q微帶線402饋入，分別經(jīng)過第一射頻開關(guān)413、第二射頻開關(guān)414、50Q微帶線403、404、功分器407、408、移相器411、412通過探針耦合到輻射貼片單元1、2，從而引起諧振，將電流信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡姶挪ㄐ盘?。接收信號時，輻射貼片單元1、2將電磁波轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏餍盘?，信號傳播方向跟發(fā)射信號相反。 本實用新型頻率可重構(gòu)射頻識別圓極化天線，能夠用于超高頻(UHF)頻段和微波2. 45GHz頻段的射頻識別系統(tǒng)中，可同時涵蓋歐盟的865 868MHz射頻系統(tǒng)、我國的840 545MHz/902 925MHz的射頻識別系統(tǒng)、美國的902 928的射頻識別系統(tǒng)、以及微波2. 45GHz頻段的射頻識別系統(tǒng)。另外，在不改變天線結(jié)構(gòu)的前提下通過改變輻射貼片單元2的尺寸后的頻率可重構(gòu)的射頻識別閱讀器圓極化天線，可應(yīng)用于超高頻(UHF)頻段和微波5. 8GHz頻段射頻識別系統(tǒng)中。 同時本實用新型頻率可重構(gòu)的射頻識別圓極化閱讀器天線還具有低剖面、體積小、結(jié)構(gòu)簡單、容易加工、成本低的特點。
權(quán)利要求頻率可重構(gòu)的射頻識別圓極化閱讀器天線，其特征在于包括天線輻射貼片單元、空氣層、介質(zhì)板、射頻開關(guān)和端口，所述天線輻射貼片單元包括上層輻射貼片單元和下層輻射貼片單元，該兩貼片單元位于介質(zhì)板同側(cè)，上層輻射貼片單元為中間切一方形孔的方形貼片，下層輻射貼片單元為方形貼片，上層輻射貼片單元和介質(zhì)板之間形成所述空氣層，介質(zhì)板的上表面覆有饋電網(wǎng)絡(luò)，介質(zhì)板的下表面貼有銅皮地板，該兩輻射貼片單元和饋電網(wǎng)絡(luò)都使用探針相連，在饋電網(wǎng)絡(luò)中兩個功分器之間加載有兩個所述射頻開關(guān)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的頻率可重構(gòu)的射頻識別圓極化閱讀器天線，其特征在于所述 上層輻射貼片單元和下層輻射貼片單元位于不同的平面。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的頻率可重構(gòu)的射頻識別圓極化閱讀器天線，其特征在于所述 饋電網(wǎng)絡(luò)采用雙功分器和四分之一波長移相器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1 3任一項所述的頻率可重構(gòu)的射頻識別圓極化閱讀器天線，其特 征在于所述介質(zhì)板四個角上設(shè)有支撐上層輻射貼片單元的支柱，上層輻射貼片單元和介質(zhì) 板之間形成空氣層。
專利摘要本實用新型公開了頻率可重構(gòu)的射頻識別圓極化閱讀器天線，該閱讀器天線包括天線輻射貼片單元、空氣層、介質(zhì)板、射頻開關(guān)和端口。所述天線輻射貼片單元兩個，位于介質(zhì)板同側(cè)，上層輻射貼片單元為中間切一方形孔的方形貼片，下層輻射貼片單元為方形貼片，輻射貼片單元和饋電網(wǎng)絡(luò)使用探針相連。介質(zhì)板的上表面覆有饋電網(wǎng)絡(luò)，介質(zhì)板的下表面貼有銅皮的地板。所述射頻開關(guān)兩個，加載在饋電網(wǎng)絡(luò)中，控制射頻開關(guān)的狀態(tài)“通”或“斷”，實現(xiàn)天線工作在不同的頻段，即頻率可重構(gòu)。本實用新型可用于超高頻和2.45GHz微波頻段的射頻識別系統(tǒng)的閱讀器中，具有低剖面、體積小、結(jié)構(gòu)簡單、容易加工、成本低的特點。
文檔編號H01Q13/08GK201515012SQ20092005897
公開日2010年6月23日 申請日期2009年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月23日
發(fā)明者張春林, 胡斌杰 申請人:華南理工大學(xué)