高定向rfid手持阅读器天线的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种高定向RFID手持阅读器天线。本发明包括FR4基底、金属Moxon结构及馈电平行双线，在FR4基底上设置有金属莫克森结构及馈电平行双线，其中金属莫克森结构为包括主振子和反射器，主振子和反射器之间存在设定间隙，主振子和反射器的两端均向天线中间延伸，馈电平行双线分别处于基板的两面，采用弯折结构。本发明不仅实现了高定向，而且还具有尺寸小，增益大，前后比高，机身及人体影响小，结构简单，成本低等优点。
【专利说明】高定向RFID手持阅读器天线
【技术领域】
[0001]本发明属于天线技术与无线通信领域，涉及一种高定向RFID手持阅读器天线。
【背景技术】
[0002]射频识别即RFID (Radio Frequency Identification)技术，又称电子标签、无线射频识别，是一种可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触的通信技术。常用的无源RFID有低频(125k?134.2K)、高频(13.56Mhz)、超高频(860-960MHz)。
[0003]RFID阅读器天线作为RFID系统的重要组成部分，它的性能将极大的影响整个RFID系统的效率与质量。影响RFID阅读器天线性能的主要因素包括天线的尺寸、工作频段、阻抗及增益等。
[0004]现有RFID阅读器天线大多数为圆极化天线，其阅读距离在各个方向内大致相同。但是在一些应用场合中圆极化天线并不适用。比如手持机人工查找快递包裹的应用中，快递员可以通过手持RFID阅读器读取黏贴在包裹上的RFID标签内容来查找所需包裹。这种应用场合下，圆极化天线会导致人工查找的位置不明，且受手持机机身和周围环境影响很大。
【发明内容】
[0005]本发明针对现有技术的不足，提供了一种高定向RFID手持阅读器天线。
[0006]本发明采用的技术方案是:
高定向RFID手持阅读器天线，包括FR4基底、金属莫克森结构及馈电平行双线，在FR4基底上设置有金属莫克森结构及馈电平行双线，其中金属莫克森结构为包括主振子和反射器，主振子和反射器之间存在设定间隙，主振子和反射器的两端均向天线中间延伸，馈电平行双线分别处于基板的两面，采用弯折结构。
[0007]进一步说，该RFID标签天线工作860MHz-960MHz频段。
[0008]本发明具有的有益效果是:
本发明的RFID天线尺寸仅为89mmX87mm，可集成于手持式阅读器中。天线具有宽带宽，其-1OdB带宽为860 MHz to 1.09 GHz。天线具有高前后比，在整个FCC频段天线的前后比均达到20dB以上。同时该天线具有良好的辐射效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为天线的整体结构俯视图。
[0010]图2为天线的功率反射系数测试结果图。
[0011]图3为天线的增益与前后比测试图。
[0012]图4为天线的效率测试图。【具体实施方式】
[0013]下面结合附图对本发明做进一步详述:
如图1所示，本发明中天线由FR4基底1-1、莫克森结构(主振子1-2和反射器1-3)及馈电平行双线1-4组成。天线的总体尺寸是89_X87_X 1.6mm,基板1_1采用的是标签加工中最常用的FR4材料，介电常数为4.4。莫克森结构及馈电平行双线的材料为铜。主振子的一半与整个反射器位于基底的顶面，主振子的另一半则位于基底的底面。平行双线中的一条位于基底顶面，另一条位于基底底面。双线在天线俯视图中完全重合。平行双线从基板靠近反射器的边缘中间延伸到主振子的中间位置，双线中段采用弯折结构，在馈电的同时实现了天线阻抗及电抗的独立调节。
[0014]该天线测试的输入阻抗如图2所示，所测得阻抗在915MHz及其附近频率区间内均与50欧姆传输线匹配良好。
[0015]天线的益与前后比测试结果如图3所示，在FCC频段(902MHz-928MHz)内时，前后比均大于20dB，而增益均大于3.5dB。
[0016]天线的效率测试结果如图4所示，在绝大多数工作频率区间(860-960MHz)内，效率大于80%。
[0017]本发明的RFID标签天线的优点包括:
(I)成本低且尺寸相对较小。天线只采用FR4与铜两种材料，是最基础的天线加工材料。且整个天线的尺寸只有89mmX87mmX 1.6mm,与其它定向天线相比尺寸较小。
[0018](2 )860-960MHz频段工作良好。如图3所示，天线可以正常工作在860_960MHz频率范围内。在FCC频段内表现尤为突出。
[0019](3)增益高。在整个860-960MHZ频段范围内增益均大于3dB。
[0020](4)效率高。在整个工作频段内，除极少数频率外，效率均大于80%。
[0021]本发明陈述了一种高定向RFID手持阅读器天线，使用莫克森结构提高天线的前后比，同时采用馈电平行双线使得天线很容易调节输入阻抗。本发明中天线基底采用的是FR4材料，是天线加工中最常用的基底材料之一。而其他结构都是用铜蚀刻加工制作而成，成本低廉且加工方便。综上所述，设计出的RFID手持阅读器天线不仅实现了高定向，而且还具有尺寸小，增益大，前后比高，机身及人体影响小，结构简单，成本低等优点，因此有着广阔的应用价值和市场潜力。
【权利要求】
1.高定向RFID手持阅读器天线，包括FR4基底、金属莫克森结构及馈电平行双线，其特征在于:在FR4基底上设置有金属莫克森结构及馈电平行双线，其中金属莫克森结构为包括主振子和反射器，主振子和反射器之间存在设定间隙，主振子和反射器的两端均向天线中间延伸，馈电平行双线分别处于基板的两面，采用弯折结构。
2.根据权利要求1所述的RFID手持阅读天线，其特征在于:该RFID标签天线可工作在 860MHz-960MHz 频段。
【文档编号】H01Q1/38GK103794863SQ201410022637
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2014年1月17日 优先权日:2014年1月17日
【发明者】刘琦, 何赛灵 申请人:浙江大学