一種rfid閱讀器微帶天線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于天線技術(shù)和射頻通信技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種RFID閱讀器微帶天線。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，射頻識別(RFID)技術(shù)隨著信息技術(shù)的發(fā)展越來越受人關(guān)注，RFID系統(tǒng)主要由三部分組成:應(yīng)答器(射頻卡和電子標簽)、閱讀器(讀寫器和基站)和上位機主系統(tǒng)(中間件與網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用)，天線系統(tǒng)作為RFID系統(tǒng)的重要組成部分，是實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)通信的關(guān)鍵因素，因此天線系統(tǒng)設(shè)計是整個RFID系統(tǒng)應(yīng)用的關(guān)鍵，也成為當今的研究熱點之一。天線參數(shù)(增益，輻射方向圖等)直接影響閱讀器的識別距離，識別區(qū)域等，進而影響閱讀器的性能。傳統(tǒng)的閱讀器天線具有低增益、寬波束的輻射方向圖，且體積較大，因而使得識別距離、識別區(qū)域受到限制。與傳統(tǒng)閱讀器天線相比微帶天線具有重量輕、體積小、成本低、易于成形等優(yōu)點而得到廣泛應(yīng)用，高介電常數(shù)介質(zhì)層可以減小天線尺寸，但大幅度縮減了天線增益與帶寬，其性能不適用于UHF RFID閱讀器。
[0003]綜上，本發(fā)明設(shè)計了一種采用空氣層作為介質(zhì)層，利用輻射貼片開槽和接地平面開槽技術(shù)的RFID微帶天線。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為實現(xiàn)閱讀器天線具有高增益、識別距離遠、重量輕、體積小、成本低、易于成形等優(yōu)點，發(fā)明實施提供一種RFID閱讀器微帶天線。
[0005]1、一種RFID閱讀器微帶天線，所述技術(shù)方案如下:
[0006]集成的RFID閱讀器微帶天線包括輻射貼片、介質(zhì)基板第一板面的鍍銅接地平面板、介質(zhì)基板第二板面的絕緣底板(支撐板)、穿透輻射貼片和接地平面板的輸出端的探針、支撐輻射貼片的尼龍柱，其中介質(zhì)基板的第二板面和第一板面為相對的板平面。整個天線設(shè)計和RFID結(jié)合，在其中一個實施例中設(shè)計采用空氣層作為介質(zhì)層，尼龍柱支撐輻射貼片，與接地平面板相連接，兩板之間的高度是13mm。輻射貼片采用矩形的純銅的材料，接地平面板采用FR4絕緣板單面敷銅。
[0007]在其中一個實施例中輻射貼片采用長L = 136mm，寬W = 100mm的矩形銅板，采用在矩形輻射貼片上開槽的方式能增加天線電長度，降低諧振頻率，減小輻射貼片的尺寸。微帶天線使用同軸饋電易調(diào)整饋電點位置，饋電點在寬度w方向的位移對輸入阻抗的影響很小，但寬度方向偏離中心位置時，會激發(fā)TMln模式，增加天線的交叉極化輻射，因此本發(fā)明中寬度方向上饋電點選取矩形板中心點。在輻射貼片上開槽1和槽2，槽1、槽2與地槽形成“F”形槽，且關(guān)于中心點軸對稱，槽1的尺寸為67mmX8mm，槽2的尺寸為25mmX4mm，減小天線尺寸，實現(xiàn)小型化。
[0008]在其中一個實施例中接地平面板采用矩形FR4絕緣板單面敷銅，用于饋電的探針穿過輻射貼片上的饋電點與接地平面板上的SMA連接頭連接進行饋電，天線中的探針采用銅柱，同時在接地平面板開兩個地槽，因為在接地平面上開槽，能降低諧振頻率，增大帶寬，并且對后瓣也有抑制作用。
【附圖說明】
:
[0009]圖1是本發(fā)明一個實施例中一種天線的正視示意圖；
[0010]圖2是本發(fā)明一個實施例中一種天線的側(cè)視圖；
【具體實施方式】
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[0011]本發(fā)明的主旨是提出一種RFID閱讀器微帶天線，該天線具有重量輕、體積小、成本低、易于成形、適用于UHF RFID閱讀器等優(yōu)點。
[0012]下面結(jié)合附圖1、附圖2對本發(fā)明實施方式作進一步地詳細描述。
[0013]在一個實施例中如附圖2所示包括輻射貼片、介質(zhì)基板第一板面的鍍銅接地平面板、介質(zhì)基板第二板面的絕緣底板(支撐板)、穿透輻射貼片和接地平面板的輸出端的探針、支撐輻射貼片的尼龍柱，其中介質(zhì)基板的第二板面和第一板面為相對的板平面。
[0014]如附圖1中所示因為在矩形輻射貼片上開槽的方式能增加天線電長度，降低諧振頻率，減小福射貼片的尺寸，因此福射貼片采用長L = 136mm,寬W = 100mm的矩形銅板，在輻射貼片上開槽1和槽2，槽1、槽2與地槽形成“F”形槽，且關(guān)于中心點軸對稱，槽1的尺寸為67mmX8mm，槽2的尺寸為25mmX4mm實現(xiàn)了天線的小型化。如附圖1所示，本發(fā)明天線上饋電點選取矩形板中心點，因為微帶天線使用同軸饋電易調(diào)整饋電點位置，饋電點在寬度w方向的位移對輸入阻抗的影響很小，但寬度方向偏離中心位置時，會激發(fā)TMln模式，增加天線的交叉極化輻射。
[0015]如附圖2所示接地平面板采用矩形FR4絕緣板單面敷銅，按照前述方式為輻射貼片設(shè)置饋電點后，用于饋電的探針穿過輻射貼片上的饋電點進行饋電，該探針連接輻射貼片上的饋電點與接地平面板上的SMA連接頭，即輻射貼片與接地平面板的中心點一致，且輻射貼片和接地平面板之間的高度Η = 13_。在接地平面板上開兩個地槽如附圖1中所示，在接地平面上開槽，降低諧振頻率，增大帶寬，并且對后瓣也有抑制作用。
[0016]通過大量實驗和仿真，對上述參數(shù)進行有限元分析后，在微帶天線盡量小的情況下得到了上述互相相關(guān)的尺寸。眾所周知，對于天線類型的器材，結(jié)構(gòu)上微小的尺寸變化，即會對天線的性能產(chǎn)生較大的影響。并且，在天線領(lǐng)域中，參考向量較多，且各個尺寸參數(shù)之間有一定相關(guān)性，只有將天線整體按照上述尺寸設(shè)計，方可得到理想的帶寬和較好的增益。
[0017]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種RFID閱讀器微帶天線，其特征在于:所述天線包括輻射貼片、介質(zhì)基板第一板面的鍍銅接地平面板、介質(zhì)基板第二板面的絕緣底板(支撐板)、穿透輻射貼片和接地平面板的輸出端的探針、支撐輻射貼片的尼龍柱，其中介質(zhì)基板的第二板面和第一板面為相對的板平面。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種RFID閱讀器微帶天線，其特征在于:所述輻射貼片采用長L = 136mm，寬W = 100mm的矩形銅板，在福射貼片上開槽1和槽2，在接地平面板上開兩個地槽，槽1、槽2與地槽形成“F”形槽，且關(guān)于中心點軸對稱，槽1的尺寸為67mmX8mm，槽2的尺寸為25_X4mm，福射貼片上饋電點選取矩形板中心點。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種RFID閱讀器微帶天線，其特征在于:接地平面板采用矩形FR4絕緣板單面敷銅，輻射貼片設(shè)置饋電點后，用于饋電的探針穿過輻射貼片上的饋電點進行饋電，該探針采用銅柱，該探針連接輻射貼片上的饋電點與接地平面板上的SMA連接頭，即輻射貼片與接地平面板的中心點一致，且輻射貼片和接地平面板之間的高度Η =13mm04.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種RFID閱讀器微帶天線，其特征在于:所述介質(zhì)基板為FR4絕緣板，絕緣板是由環(huán)氧樹脂加上填充劑(Filler)以及玻璃纖維所做出的復(fù)合材料。
【專利摘要】本發(fā)明屬于天線技術(shù)和射頻通信技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種RFID閱讀器微帶天線。集成的RFID閱讀器微帶天線包括輻射貼片、介質(zhì)基板第一板面的鍍銅接地平面板、介質(zhì)基板第二板面的絕緣底板(支撐板)、穿透輻射貼片中心點和接地平面板的輸出端的探針、支撐輻射貼片的尼龍柱，其中介質(zhì)基板的第二板面和第一板面為相對的板平面，在輻射貼片上開槽1和槽2，在接地平面板上開兩個地槽，槽1、槽2與地槽形成“F”形槽，且關(guān)于中心點軸對稱，本發(fā)明的RFID閱讀器天線適用于UHF？RFID閱讀器且具有重量輕、體積小、成本低、易于成形、等優(yōu)點。
【IPC分類】H01Q1/36, H01Q1/48, H01Q1/50, H01Q1/12
【公開號】CN105261827
【申請?zhí)枴緾N201510581360
【發(fā)明人】李建雄, 陳明省, 宋戰(zhàn)偉, 史偉光, 馮鑫
【申請人】天津工業(yè)大學(xué)
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年9月10日