一种rfid阅读器微带天线的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于天线技术和射频通信技术领域,涉及一种RFID阅读器微带天线。
【背景技术】
[0002]目前,射频识别(RFID)技术随着信息技术的发展越来越受人关注,RFID系统主要由三部分组成:应答器(射频卡和电子标签)、阅读器(读写器和基站)和上位机主系统(中间件与网络应用),天线系统作为RFID系统的重要组成部分,是实现无线数据通信的关键因素,因此天线系统设计是整个RFID系统应用的关键,也成为当今的研究热点之一。天线参数(增益,辐射方向图等)直接影响阅读器的识别距离,识别区域等,进而影响阅读器的性能。传统的阅读器天线具有低增益、宽波束的辐射方向图,且体积较大,因而使得识别距离、识别区域受到限制。与传统阅读器天线相比微带天线具有重量轻、体积小、成本低、易于成形等优点而得到广泛应用,高介电常数介质层可以减小天线尺寸,但大幅度缩减了天线增益与带宽,其性能不适用于UHF RFID阅读器。
[0003]综上,本发明设计了一种采用空气层作为介质层,利用辐射贴片开槽和接地平面开槽技术的RFID微带天线。
【发明内容】
[0004]为实现阅读器天线具有高增益、识别距离远、重量轻、体积小、成本低、易于成形等优点,发明实施提供一种RFID阅读器微带天线。
[0005]1、一种RFID阅读器微带天线,所述技术方案如下:
[0006]集成的RFID阅读器微带天线包括辐射贴片、介质基板第一板面的镀铜接地平面板、介质基板第二板面的绝缘底板(支撑板)、穿透辐射贴片和接地平面板的输出端的探针、支撑辐射贴片的尼龙柱,其中介质基板的第二板面和第一板面为相对的板平面。整个天线设计和RFID结合,在其中一个实施例中设计采用空气层作为介质层,尼龙柱支撑辐射贴片,与接地平面板相连接,两板之间的高度是13mm。辐射贴片采用矩形的纯铜的材料,接地平面板采用FR4绝缘板单面敷铜。
[0007]在其中一个实施例中辐射贴片采用长L = 136mm,宽W = 100mm的矩形铜板,采用在矩形辐射贴片上开槽的方式能增加天线电长度,降低谐振频率,减小辐射贴片的尺寸。微带天线使用同轴馈电易调整馈电点位置,馈电点在宽度w方向的位移对输入阻抗的影响很小,但宽度方向偏离中心位置时,会激发TMln模式,增加天线的交叉极化辐射,因此本发明中宽度方向上馈电点选取矩形板中心点。在辐射贴片上开槽1和槽2,槽1、槽2与地槽形成“F”形槽,且关于中心点轴对称,槽1的尺寸为67mmX8mm,槽2的尺寸为25mmX4mm,减小天线尺寸,实现小型化。
[0008]在其中一个实施例中接地平面板采用矩形FR4绝缘板单面敷铜,用于馈电的探针穿过辐射贴片上的馈电点与接地平面板上的SMA连接头连接进行馈电,天线中的探针采用铜柱,同时在接地平面板开两个地槽,因为在接地平面上开槽,能降低谐振频率,增大带宽,并且对后瓣也有抑制作用。
【附图说明】
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[0009]图1是本发明一个实施例中一种天线的正视示意图;
[0010]图2是本发明一个实施例中一种天线的侧视图;
【具体实施方式】
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[0011]本发明的主旨是提出一种RFID阅读器微带天线,该天线具有重量轻、体积小、成本低、易于成形、适用于UHF RFID阅读器等优点。
[0012]下面结合附图1、附图2对本发明实施方式作进一步地详细描述。
[0013]在一个实施例中如附图2所示包括辐射贴片、介质基板第一板面的镀铜接地平面板、介质基板第二板面的绝缘底板(支撑板)、穿透辐射贴片和接地平面板的输出端的探针、支撑辐射贴片的尼龙柱,其中介质基板的第二板面和第一板面为相对的板平面。
[0014]如附图1中所示因为在矩形辐射贴片上开槽的方式能增加天线电长度,降低谐振频率,减小福射贴片的尺寸,因此福射贴片采用长L = 136mm,宽W = 100mm的矩形铜板,在辐射贴片上开槽1和槽2,槽1、槽2与地槽形成“F”形槽,且关于中心点轴对称,槽1的尺寸为67mmX8mm,槽2的尺寸为25mmX4mm实现了天线的小型化。如附图1所示,本发明天线上馈电点选取矩形板中心点,因为微带天线使用同轴馈电易调整馈电点位置,馈电点在宽度w方向的位移对输入阻抗的影响很小,但宽度方向偏离中心位置时,会激发TMln模式,增加天线的交叉极化辐射。
[0015]如附图2所示接地平面板采用矩形FR4绝缘板单面敷铜,按照前述方式为辐射贴片设置馈电点后,用于馈电的探针穿过辐射贴片上的馈电点进行馈电,该探针连接辐射贴片上的馈电点与接地平面板上的SMA连接头,即辐射贴片与接地平面板的中心点一致,且辐射贴片和接地平面板之间的高度Η = 13_。在接地平面板上开两个地槽如附图1中所示,在接地平面上开槽,降低谐振频率,增大带宽,并且对后瓣也有抑制作用。
[0016]通过大量实验和仿真,对上述参数进行有限元分析后,在微带天线尽量小的情况下得到了上述互相相关的尺寸。众所周知,对于天线类型的器材,结构上微小的尺寸变化,即会对天线的性能产生较大的影响。并且,在天线领域中,参考向量较多,且各个尺寸参数之间有一定相关性,只有将天线整体按照上述尺寸设计,方可得到理想的带宽和较好的增益。
[0017]以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种RFID阅读器微带天线,其特征在于:所述天线包括辐射贴片、介质基板第一板面的镀铜接地平面板、介质基板第二板面的绝缘底板(支撑板)、穿透辐射贴片和接地平面板的输出端的探针、支撑辐射贴片的尼龙柱,其中介质基板的第二板面和第一板面为相对的板平面。2.根据权利要求1所述的一种RFID阅读器微带天线,其特征在于:所述辐射贴片采用长L = 136mm,宽W = 100mm的矩形铜板,在福射贴片上开槽1和槽2,在接地平面板上开两个地槽,槽1、槽2与地槽形成“F”形槽,且关于中心点轴对称,槽1的尺寸为67mmX8mm,槽2的尺寸为25_X4mm,福射贴片上馈电点选取矩形板中心点。3.根据权利要求1所述的一种RFID阅读器微带天线,其特征在于:接地平面板采用矩形FR4绝缘板单面敷铜,辐射贴片设置馈电点后,用于馈电的探针穿过辐射贴片上的馈电点进行馈电,该探针采用铜柱,该探针连接辐射贴片上的馈电点与接地平面板上的SMA连接头,即辐射贴片与接地平面板的中心点一致,且辐射贴片和接地平面板之间的高度Η =13mm04.根据权利要求1所述的一种RFID阅读器微带天线,其特征在于:所述介质基板为FR4绝缘板,绝缘板是由环氧树脂加上填充剂(Filler)以及玻璃纤维所做出的复合材料。
【专利摘要】本发明属于天线技术和射频通信技术领域,涉及一种RFID阅读器微带天线。集成的RFID阅读器微带天线包括辐射贴片、介质基板第一板面的镀铜接地平面板、介质基板第二板面的绝缘底板(支撑板)、穿透辐射贴片中心点和接地平面板的输出端的探针、支撑辐射贴片的尼龙柱,其中介质基板的第二板面和第一板面为相对的板平面,在辐射贴片上开槽1和槽2,在接地平面板上开两个地槽,槽1、槽2与地槽形成“F”形槽,且关于中心点轴对称,本发明的RFID阅读器天线适用于UHF?RFID阅读器且具有重量轻、体积小、成本低、易于成形、等优点。
【IPC分类】H01Q1/36, H01Q1/48, H01Q1/50, H01Q1/12
【公开号】CN105261827
【申请号】CN201510581360
【发明人】李建雄, 陈明省, 宋战伟, 史伟光, 冯鑫
【申请人】天津工业大学
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年9月10日