输线一 41、微带传输线二 42和微带传输线三43)的电长度和特性阻抗各不相同，构成基于三段传输线的双频复阻抗匹配器，但其仅能对恒定复数阻抗进行双频匹配，其应用具有局限性。通过在三段微带传输线之间添加微带开路枝节一 44和微带开路枝节二 45，构成双频频变复阻抗匹配电路4，针对频变复数阻抗进行双频匹配，实现了双频频变复数阻抗匹配功能。
[0034]通过调节所述微带开路枝节一 44的长度和宽度，可以改变所述读写器天线低频段和高频段的输入阻抗；通过调节所述微带开路枝节二 45的长度和宽度，可以改变所述读写器天线高频段的输入阻抗，而对所述读写器天线低频段的输入阻抗影响很小。分别调节两段微带开路枝节44、45的长度和宽度，可改变所述读写器天线低频段和高频段的输入阻抗，对读写器天线实现双频频变复阻抗匹配。
[0035]本实用新型所述一种840/920MHZ双频圆极化射频识别读写器天线的技术指标如下:
[0036]频率范围:低频段836?848MHz、高频段915?932MHz ；
[0037]驻波比:2:1;
[0038]轴比:<3dB;
[0039]极化方式:低频段RHCP、高频段LHCP ；
[0040]天线增益:彡5dBi;
[0041]半功率波束宽度:低频段77°、高频段70°。
[0042]以下实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。
[0043]【实施例】
[0044]如图1所示，本实施例中一种840/920MHZ双频圆极化射频识别读写器天线，包括叠层微带天线1、耦合贴片2、馈电探针3、双频频变复阻抗匹配电路4、输入连接器5和和固定螺丝6。叠层微带天线1自上而下依次为上层印刷电路板11、中层印刷电路板12和下层印刷电路板13 ;上层印刷电路板11、中层印刷电路板12和下层印刷电路板13依次通过固定螺丝6进行固定，并通过在固定螺丝6外设置的轴套，保持上层印刷电路板11、中层印刷电路板12和下层印刷电路板13之间的空气层间隙。
[0045]上层印刷电路板11自上而下依次为上层椭圆环形贴片111和上层介质板112 ;中层印刷电路板12自上而下依次为中层介质板121和下层椭圆环形贴片122 ;下层印刷电路板13自上而下依次为下层介质板131和地板132。
[0046]上层椭圆环形贴片111工作于低频段，覆盖840?845MHz，下层椭圆环形贴片122工作于高频段，覆盖920?925MHz ;上层椭圆环形贴片111的长轴垂直于下层椭圆环形贴片122的长轴，实现低频段与高频段不同的极化方式。
[0047]耦合贴片2位于中层印刷电路板12的上表面。馈电探针3的一端连接耦合贴片2，另一端连接双频频变复阻抗匹配电路4。双频频变复阻抗匹配电路4位于下层印刷电路板13的上表面。
[0048]如图2所示，双频频变复阻抗匹配电路4包括:微带传输线一 41、微带传输线二42、微带传输线三43、微带开路枝节一 44、微带开路枝节二 45和50欧姆馈线46，50欧姆馈线46连接输入连接器5的内导体。
[0049]双频频变复阻抗匹配电路4通过在微带传输线一 41和微带传输线二 42之间添加微带开路枝节二 45，在微带传输线二 42和微带传输线三43之间添加微带开路枝节一 44，实现了双频频变复数阻抗匹配功能。
[0050]通过调节微带开路枝节一 44的长度和宽度，可以改变本实用新型所述840/920MHZ双频圆极化射频识别读写器天线低频段和高频段的输入阻抗；通过调节微带开路枝节二 45的长度和宽度，可以改变读写器天线高频段的输入阻抗，而对读写器天线低频段的输入阻抗影响很小。
[0051]首先通过调节微带开路枝节一 44的长度和宽度，对本实施例读写器天线的低频段实现阻抗匹配；然后通过调节微带开路枝节二 45的长度和宽度，对本实施例读写器天线的高频段实现阻抗匹配。
[0052]见图3，是本实施例所述读写器天线的低频段驻波比图。见图4，是本实用新型所述读写器天线的高频段驻波比图。本实施例的840/920MHZ双频圆极化射频识别读写器天线在830?855MHz和905?935MHz两个频段内驻波比均小于2，完全覆盖840?845MHz和920?925MHz两个频段，说明本实用新型提出的双频频变复阻抗匹配电路4具有良好的双频复阻抗匹配功能。
[0053]见图5，是本实施例所述读写器天线的低频段圆极化轴比和增益图。见图6，是本实用新型所述读写器天线的高频段圆极化轴比和增益图。其中竖轴方向表示增益，其单位为dB，GainLHCP表示左圆极化，GainRHCP表示右圆极化。本实施例中一种840/920MHz双频圆极化射频识别读写器天线在836?848MHz和915?932MHz两个频段内圆极化轴比均小于3dB，完全覆盖840?845MHz和920?925MHz两个频段，说明本实用新型提出的读写器天线的圆极化性能良好。
[0054]见图7，是本实施例所述读写器天线的在低频段中心频率842.5MHz的辐射方向性图。见图8，是本实施例所述读写器天线的在高频段中心频率922.5MHz的辐射方向性图。本实施例中，一种840/920MHZ双频圆极化射频识别读写器天线在低频段内实现了右旋圆极化，在高频段内实现了左旋圆极化，说明本实用新型将上层椭圆环形贴片111的长轴垂直于下层椭圆环形贴片122的长轴，实现了低频段与高频段不同的极化方式。
[0055]本实施例一种840/920MHZ双频圆极化射频识别读写器天线，由于采用了所提出的双频频变复阻抗匹配电路4，使读写器天线取得了良好的双频复阻抗匹配效果，另外读写器天线介质板采用廉价的FR4板材，加工简单、成本低，非常适合于我国超高频RFID读写器天线的应用。
[0056]以上所述，仅为本实用新型较佳的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种840/920MHZ双频圆极化射频识别读写器天线，其特征在于，包括叠层微带天线、耦合贴片、馈电探针、双频频变复阻抗匹配电路和输入连接器；其中: 所述叠层微带天线由自上而下依次平行设置的上层印刷电路板、中层印刷电路板和下层印刷电路板组成，各层印刷电路板之间设有空气层间隙；上层印刷电路板由上下贴合的上层椭圆环形贴片和上层介质板构成，中层印刷电路板由上下贴合的中层介质板和下层椭圆环形贴片构成，下层印刷电路板由上下贴合的下层介质板和地板构成；上层椭圆环形贴片的长轴垂直于下层椭圆环形贴片的长轴； 所述耦合贴片位于中层印刷电路板的上表面，馈电探针的一端连接耦合贴片，另一端连接双频频变复阻抗匹配电路，双频频变复阻抗匹配电路位于所述下层印刷电路板的上表面；双频频变复阻抗匹配电路包括依次连接的微带传输线一、微带传输线二、微带传输线三和50欧姆馈线，微带传输线一与微带传输线二之间设微带开路枝节一，微带传输线二与微带传输线三之间设微带开路枝节二，50欧姆馈线连接输入连接器的内导体。2.根据权利要求1所述的一种840/920MHZ双频圆极化射频识别读写器天线，其特征在于，所述上层印刷电路板、中层印刷电路板和下层印刷电路板由固定螺丝固定，各层印刷电路板之间的固定螺丝外设固定套，固定套的高度为相应空气层间隙厚度。3.根据权利要求1或2所述的一种840/920MHZ双频圆极化射频识别读写器天线，其特征在于，所述空气层间隙总厚度为35?40mm。
【专利摘要】本实用新型涉及一种840/920MHz双频圆极化射频识别读写器天线，包括叠层微带天线、耦合贴片、馈电探针、双频频变复阻抗匹配电路和输入连接器；叠层微带天线由自上而下依次平行设置的上层印刷电路板、中层印刷电路板和下层印刷电路板组成，各层印刷电路板之间设有空气层间隙；耦合贴片位于中层印刷电路板的上表面，馈电探针的一端连接耦合贴片，另一端连接双频频变复阻抗匹配电路。本实用新型所述读写器天线可以实现单体双频工作，在840～845MHz和920～925MHz两个频段内均取得了良好的圆极化轴比带宽和阻抗带宽，读写器天线增益大于5dBi；并具有成本低、易加工等优点，完全适用于我国RFID系统的技术指标要求，对于推进我国RFID技术发展具有重要意义。
【IPC分类】H01Q1/12, H01Q5/20, H01Q5/50, H01Q1/50, H01Q1/38
【公开号】CN205039251
【申请号】CN201520808382
【发明人】王钟葆, 汉俊杰, 房少军, 刘恩宇, 李英杰, 王庆祥
【申请人】大连海事大学, 辽宁普天数码股份有限公司
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2015年10月16日