一种超高频宽带圆极化rfid阅读器天线的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于天线技术与无线通信领域，涉及一种超高频宽带圆极化RFID阅读器天线。
【背景技术】
[0002]射频识别即RFID(Rad1 Frequency Identificat1n)技术，可用于标识物品及跟踪，是一种非接触式的自动识别技术。由于探测距离长、阅读速度快和数据传输效率高的优点，RFID技术在超高频(UHF)频段的应用很多，而各个国家和地区的UHF频段都不相同，如中国的为840 ~ 845 MHz和920~ 925 MHz，欧州为866 ~ 869 MHz，澳大利亚为920 ~ 926MHz,新加坡的为866 ~ 869 MHz和869 ~ 925 MHz，美国的为902 ~ 928 MHz，日本的为952 ~ 955 MHz ο
[0003]RFID阅读器天线作为RFID系统的重要组成部分，它的性能将极大地影响整个RFID系统的效率与质量。影响RFID阅读器天线的主要因素包括天线的尺寸、工作频段、带宽、阻抗、增益及极化方式。
[0004]大多数现有的圆极化超高频RFID阅读器天线的工作频段仅能满足中国标准、美国标准、欧洲标准等标准中的一种，无法同时覆盖所有标准的工作频段。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种超高频宽带圆极化RFID阅读器天线。
[0006]本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的:一种超高频宽带圆极化RFID阅读器天线，包括基底，所述基底为正方形，在基底的上表面打印有第一铜贴片，所述第一铜贴片为正方形环状结构，在第一铜贴片的四个顶角处，沿对角线方向向内分别延伸出四块尺寸相同的矩形第二铜贴片；在基底的下表面打印矩形第三铜贴片和倒L型第四铜贴片，所述第三铜贴片的一端位于基底的一侧边的中点，另一端连接第四铜贴片。
[0007]进一步地，所述第一铜贴片的内边长为80mm，第二铜贴片的长度为26.9mm ;倒1^型第四铜贴片沿第三铜贴片方向的长为20.9mm，宽为33.7mm，垂直于第三铜贴片方向的长为16.6mm,宽为 13.3mm。
[0008]本实用新型的有益效果是:本实用新型的RFID天线尺寸为10mmX 10mmX 1.5mm，可用于RFID阅读器中。天线具有宽阻抗带宽，其_10 dB阻抗带宽为772-1166 MHzο天线具有宽轴比带宽，其最大增益方向的3dB轴比带宽为840-965 MHz，可以覆盖美洲、欧洲、日本、中国、印度、韩国、新加坡、香港、台湾、澳大利亚的超高频RFID
工作频段。
【附图说明】
[0009]图1为天线的整体结构俯视图；
[0010]图2为天线的整体结构仰视图；
[0011]图3为天线的阻抗带宽的仿真和测试结果图；
[0012]图4为天线最大增益方向轴比带宽的仿真和测试结果图；
[0013]图5为天线左旋圆极化增益的仿真和测试结果图；
[0014]图中，基底1、第一铜贴片2、第二铜贴片3、第三铜贴片4、第四铜贴片5。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。
[0016]如图1、2所示，本实用新型一种超高频宽带圆极化RFID阅读器天线，包括基底1，所述基底I为正方形，在基底I的上表面打印有第一铜贴片2，所述第一铜贴片2为正方形环状结构，在第一铜贴片2的四个顶角处，沿对角线方向向内分别延伸出四块尺寸相同的矩形第二铜贴片3 ;在基底I的下表面打印矩形第三铜贴片4和倒L型第四铜贴片5，所述第三铜贴片4的一端位于基底I的一侧边的中点，另一端连接第四铜贴片5。当第二铜贴片的长度变长时，天线的谐振频率随之降低，工作带宽随之减小。
实施例
[0017]RFID阅读器天线尺寸为10mmX 10mmX 1.5mm ;第一铜贴片2的内边长为80mm，第二铜贴片3的长度为26.9mm ;倒L型第四铜贴片5沿50 Ω微带线第三铜贴片4方向的长为20.9mm，宽为33.7mm，垂直于第三铜贴片4方向的长为16.6mm，宽为13.3mm。
[0018]本实用新型的工作过程如下:本实用新型是一种槽天线。基底I上表面的无覆铜区构成一槽状辐射体。引入第二铜贴片3，可以大幅度增加无覆铜区的周长，从而降低槽天线的谐振频率，进而减小天线的尺寸。基底下表面的第三铜贴片4为一 50 Ω微带线，第四铜贴片5为倒L型馈电结构。外接的50 Ω微带线的微带部分或50 Ω SMA接头的内导体从侧面连接第三铜贴片4。外接的50 Ω微带线的金属地部分或50 Ω SMA接头的外导体从侧面连接第一铜贴片2。射频信号经由外接的50 Ω微带线或50 Ω SMA接头馈送至第三铜贴片4。第三铜贴片4将信号进一步传输至第四铜贴片5。第四铜贴片5通过耦合馈电，将信号的能量馈送至基底上表面。能量在上表面的无覆铜区内产生谐振，向外辐射信号。由于第四铜贴片5为倒L型结构，能够产生两个方向相互垂直的电流，进而使得天线辐射场具有正交的电场分量。适当地调节第四铜贴片5两个臂的长和宽，可以使辐射的电场具有相同的振幅和90°相位差，从而广生圆极化福射。
[0019]本实用新型的RFID阅读器天线的优点包括:
[0020](I)成本低且尺寸最小。天线只采用FR4和铜两种天线加工最基础的材料。由于引入了第二铜贴片3，天线尺寸大幅度减小，整个天线尺寸为100_X 10mmX 1.5mm，与其他可覆盖所有国家标准的圆极化RFID阅读器天线相比尺寸较小。
[0021](2)因为槽的尺寸较传统细槽天线尺寸而言较大，天线的带宽比传统的细槽天线宽，工作频段能够同时满足所有超高频RFID频段。
[0022](3)840.5-955MHZ频段工作良好。反射系数均小于_10dB、最大增益方向的轴比带宽均小于3dB，左旋圆极化增益大于2.2 dBic。
[0023]该天线的测试输入阻抗如图3所示，所测得阻抗在772-1166MHZ均与50 Ω阻抗传输线匹配良好。天线在最大增益方向的轴比带宽测试结果如图4所示，在840-955MHZ时，轴比均小于3dB。天线左旋圆极化增益如图5所示，在840-955MHz时，左旋圆极化增益均大于 2.2 dBic。
[0024]上述实施例是提供给本领域普通技术人员来实现或使用本实用新型的，本领域普通技术人员可在不脱离本实用新型的实用新型思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本实用新型的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。
【主权项】
1.一种超高频宽带圆极化RFID阅读器天线，其特征在于，包括基底(I)，所述基底(I)为正方形，在基底(I)的上表面打印有第一铜贴片(2)，所述第一铜贴片(2)为正方形环状结构，在第一铜贴片(2)的四个顶角处，沿对角线方向向内分别延伸出四块尺寸相同的矩形第二铜贴片(3);在基底(I)的下表面打印矩形第三铜贴片(4)和倒L型第四铜贴片(5)，所述第三铜贴片(4)的一端位于基底(I)的一侧边的中点，另一端连接第四铜贴片(5)。
2.根据权利要求1所述一种超高频宽带圆极化RFID阅读器天线，其特征在于，所述第一铜贴片(2)的内边长为80mm，第二铜贴片(3)的长度为26.9mm ;倒L型第四铜贴片(5)沿第三铜贴片(4)方向的长为20.9mm，宽为33.7mm，垂直于第三铜贴片(4)方向的长为.16.6mm，宽为 13.3mm。
【专利摘要】本实用新型公开了一种超高频宽带圆极化RFID阅读器天线，包括基底，所述基底为正方形，在基底的上表面打印有第一铜贴片，第一铜贴片为正方形环状结构，在第一铜贴片的四个顶角处，沿对角线方向向内分别延伸出四块尺寸相同的矩形第二铜贴片；在基底的下表面打印矩形第三铜贴片和倒L型第四铜贴片，第三铜贴片的一端位于基底的一侧边的中点，另一端连接第四铜贴片。本实用新型天线具有宽阻抗带宽，其-10dB阻抗带宽为772-1166MHz；天线具有宽轴比带宽，其最大增益方向的3dB轴比带宽为840-965MHz，可以覆盖美洲、欧洲、日本、中国、印度、韩国、新加坡、香港、台湾、澳大利亚的超高频RFID工作频段。
【IPC分类】H01Q1-38, H01Q1-50
【公开号】CN204558640
【申请号】CN201520139057
【发明人】徐博, 刘玉沙, 胡骏, 何赛灵
【申请人】浙江大学
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年3月11日