一种用于rfid技术的定向天线的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于RFID技术的定向天线，包括能够发出射频信号的信号发生杆；与信号发生杆平行设置、用于反射射频信号的信号反射杆；信号发生杆与信号反射杆等长且对齐。本实用新型中的定向天线为杆型天线，不仅尺寸小，且采用的原料少，工艺简单，故成本低；且该定向天线垂直于信号发生杆向地上发射信号，故埋至地下时只需要在地面上开一个不小于信号发生杆的槽即可，由于信号发生杆体积很小，故地面上的开槽也小，便于施工。
【专利说明】
一种用于RF ID技术的定向天线
技术领域
[0001]本实用新型涉及天线设计技术领域，特别是涉及一种用于RFID技术的定向天线。
【背景技术】
[0002]RFID技术(Rad1 Frequency Identificat1n，无线射频识别)是一种可通过无线射频信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。目前，RFID技术中的一种应用较为广泛的类型为超高频RFID技术，超高频RFID技术需要通过在地下设置多个定向天线来实现，定向天线需要合理布放且要密集，才能保证不会形成信号盲区。
[0003]但是，由于超高频RFID技术需要安装足够多的定向天线，而目前市面上的定向天线多为面板型天线(即信号产生部分以及信号反射部分均由铝板压铸而成)，尺寸大，成本尚O
[0004]且由于该种天线垂直于信号产生面板发射信号，故将定向天线埋至地下时需要在地面上开一个大于信号发生面板的开槽，开槽的尺寸大，不便于施工。
[0005]因此，如何提供一种尺寸小、便于施工且成本低的用于RFID技术的定向天线是本领域技术人员目前需要解决的问题。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的是提供一种用于RFID技术的定向天线，尺寸小，成本低;且埋至地下时需要在地面上开的开槽也小，便于施工。
[0007]为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种用于RFID技术的定向天线，包括:
[0008]能够发出射频信号的信号发生杆；
[0009]与所述信号发生杆平行设置、用于反射所述射频信号的信号反射杆;所述信号发生杆与所述信号反射杆等长且对齐。
[0010]优选地，还包括:
[0011]长度小于所述信号发生杆的长度、与所述信号发生杆平行设置、且与所述信号反射杆位于所述信号发生杆的不同侧的信号增强杆，所述信号增强杆的中心线与所述信号发生杆的中心线共线。
[0012]优选地，用于将高频信号源生成的射频信号输送至所述定向天线的馈电点设置于所述信号发生杆的中点位置。
[0013]优选地，所述信号发生杆两端分别设有第一弯折段，所述信号反射杆两端分别设有第二弯折段;其中，所述信号发生杆两端的所述第一弯折段分别与对应的所述第二弯折段相向、对齐且具有间隙地设置。
[0014]优选地，所述信号增强杆两端分别设有朝向于所述信号发生杆的第三弯折段。
[0015]优选地，所述信号发生杆、所述信号反射杆以及所述信号增强杆均为金属杆，所述金属杆的截面形状为圆形或环形或多边形。
[0016]优选地，还包括:
[0017]用于固定所述信号发生杆、所述信号反射杆以及所述信号增强杆的绝缘安装座。
[0018]优选地，还包括:
[0019]用于封装所述信号发生杆、所述信号反射杆、所述信号增强杆以及所述绝缘安装座的绝缘保护外壳。
[0020]优选地，还包括:
[0021]两个定位绝缘套，对应位置的所述第一弯折段和所述第二弯折段分别嵌套于一个所述定位绝缘套的两端。
[0022]本实用新型提供了一种用于RFID技术的定向天线，该定向天线包括信号发生杆以及信号反射杆，与现有技术中的面板型天线相比，杆型天线不仅尺寸小，且采用的原料少，工艺简单，故成本低；由于该定向天线垂直于信号发生杆向地上发射信号，故将定向天线埋至地下时，只需要在地面上开一个不小于信号发生杆的槽即可，由于信号发生杆体积很小，故地面上的开槽也小，便于施工。
【附图说明】
[0023]为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1为本实用新型提供的一种用于RFID技术的定向天线的结构示意图；
[0025]图2为本实用新型提供的另一种用于RFID技术的定向天线的结构及尺寸示意图；
[0026]图3为本实用新型提供的另一种用于RFID技术的定向天线的辐射方向图；
[0027]图4为本实用新型提供的另一种用于RFID技术的定向天线的驻波比示意图；
[0028]图5为本实用新型提供的另一种用于RFID技术的定向天线的反射系数示意图。
【具体实施方式】
[0029]本实用新型的核心是提供一种用于RFID技术的定向天线，尺寸小，成本低;且埋至地下时需要在地面上开的开槽也小，便于施工。
[0030]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0031 ] 实施例一
[0032]本实用新型提供了一种用于RFID技术的定向天线，参见图1所示，图1为本实用新型提供的一种用于RFID技术的定向天线的结构示意图，该定向天线包括:
[0033]能够发出射频信号的信号发生杆11;
[0034]与信号发生杆11平行设置、用于反射射频信号的信号反射杆12;信号发生杆11与信号反射杆12等长且对齐。
[0035]本实用新型提供了一种用于RFID技术的定向天线，该定向天线包括信号发生杆以及信号反射杆，与现有技术中的面板型天线相比，杆型天线不仅尺寸小，且采用的原料少，工艺简单，故成本低；由于该定向天线垂直于信号发生杆向地上发射信号，故将定向天线埋至地下时，只需要在地面上开一个不小于信号发生杆的槽即可，由于信号发生杆体积很小，故地面上的开槽也小，便于施工。
[0036]实施例二
[0037]本实用新型还提供了另一种用于RFID技术的定向天线，参见图2所示，图2为本实用新型提供的另一种用于RFID技术的定向天线的结构及尺寸示意图；
[0038]作为优选地，定向天线还包括:
[0039]长度小于信号发生杆11的长度、与信号发生杆11平行设置、且与信号反射杆12位于信号发生杆11的不同侧的信号增强杆13，信号增强杆13的中心线与信号发生杆11的中心线共线。
[0040]其中，用于将高频信号源生成的射频信号输送至定向天线的馈电点设置于信号发生杆11的中点位置。
[0041]需要注意的是，这里的信号发生杆11指的是天线振子(一种具有导向和放大电磁波的作用，能够使天线接收到的电磁信号更强的元器件)。
[0042]可以理解的是，信号发生杆11能够将接收到的射频信号向四面八方进行发射，而信号反射杆12能够将发送至自身方向的射频信号进行反射。若信号反射杆12位于信号发生杆11的第一侧，则定向天线在垂直于信号发生杆11、且朝向信号发生杆11的第二侧的方向上的发射信号最强。
[0043]而信号增强杆13的长度小于信号发生杆11，且信号增强杆13的中心线与信号发生杆11的中心线共线，故信号增强杆13对朝向自身发射的射频信号具有收束作用而不会进行反射，即能够对射频信号进行增强，由于信号增强杆13与信号反射杆12位于信号发生杆11的不同侧，即位于信号发生杆11的第二侧，故信号增强杆13能够对朝向信号发生杆11的第二侧的方向上发射的射频信号进行增强，从而进一步的保证了定向天线在该方向的发射信号最强。
[0044]另外，这里的信号增强杆13可以设置一个，也可设置多个，当然，设置多个信号增强杆13后会使定向天线的尺寸增大，本实用新型对信号增强杆13的个数以及每个信号增强杆13的尺寸不做限定，可根据具体需要自行判断所需要的信号增强杆13的个数以及尺寸。
[0045]进一步可知，当将定向天线设置于地下后，为保证射频信号能够向地上发射，需要使信号增强杆13位于信号发生杆11的上方，而信号发生杆11位于信号反射杆12的上方。
[0046]当然，信号发生杆11、信号反射杆12以及信号增强杆13应位于同一平面内。
[0047]另外，为了保证定向天线的各部分能够接收高频信号并进行发送，信号发生杆11、信号反射杆12以及信号增强杆13均为金属材质。即信号发生杆11、信号反射杆12以及信号增强杆13均为金属杆，金属杆的截面形状为圆形或环形或多边形。
[0048]其中，金属杆为铜杆，例如由直径2mm的单股铜导线制成，由于铜的价格便宜且导电性能优越，故采用铜杆具有较高的性价比。当然，本实用新型并不限定金属杆的材质、截面形状以及截面尺寸，工作人员可根据实际情况自行决定。
[0049]作为优选地，信号发生杆11两端分别设有第一弯折段，信号反射杆12两端分别设有第二弯折段;其中，信号发生杆11两端的第一弯折段分别与对应的第二弯折段相向、对齐且具有间隙地设置。
[0050]另外，信号增强杆13两端分别设有朝向于信号发生杆11的第三弯折段。
[0051]其中，信号发生杆11与信号反射杆12之间的缝隙应很小，故信号发生杆11上的两个第一弯折段均应朝向信号反射杆12，信号反射杆12上的两个第二弯折段均朝向信号发生杆11;同时，由于信号发生杆11与信号反射杆12均为金属杆，故为避免形成回路，对应位置的第一弯折段与第二弯折段之间应留有间隙，当然，间隙的大小可通过实验决定。当然，第三弯折段与信号发生杆11之间也留有间隙。
[0052]其中，为了保证对应位置的第一弯折段与第二弯折段相互对齐，故第一弯折段、第二弯折段以及第三弯折段的弯折角度范围均为85°?95°，例如，可以均为90°。当然，本实用新型对各弯折段的具体的弯折角度不做特别限定。
[0053]作为优选地，这里的定向天线还包括:
[0054]两个定位绝缘套，对应位置的第一弯折段和第二弯折段分别嵌套于一个定位绝缘套的两端。
[0055]可以理解的是，通过设置定位绝缘套，能够尽可能保证使对应位置的第一弯折段和第二弯折段对齐，从而使信号反射杆12能够最大程度上对发射至自身方向上的射频信号进行反射。定位绝缘套的长度需要大于第一弯折段与第二弯折段之间的间隙长度，当然，具体的尺寸可通过实验来确定。
[0056]作为优选地，这里的信号发生杆11的直线段与信号反射杆12的直线段的长度均为14.26cm，信号增强杆13的直线段的长度为14.02cm，第一弯折段的长度为1.22cm，第二弯折段的长度为0.92cm，第三弯折段的长度为0.31cm，对应位置的第一弯折段与第二弯折段的间隙为0.5cm，信号发生杆11上设置的馈电点的间距小于0.5cm，信号发生杆11的直线段与信号增强杆13的直线段之间的间距为2.33cm。
[0057]其中，上述数据均通过多次实验得出，尺寸误差为±0.2cm。图3、图4和图5为当定向天线的各部分采用上述尺寸时，对定向天线的性能进行测试得到的结果图，图3为本实用新型提供的另一种用于RFID技术的定向天线的辐射方向图；由图3可知，定向天线的增益达到了 10.3DBi，满足了定向天线浅埋并在地表开槽后，在高度1.5米的范围内的辐射强度及辐射宽度的要求。图4为本实用新型提供的另一种用于RFID技术的定向天线的驻波比示意图；图5为本实用新型提供的另一种用于RFID技术的定向天线的反射系数示意图；由图4可知，定向天线在915MHz处的驻波比接近I，表明此频率下馈线与定向天线的阻抗完全匹配，故馈电点的设置位置满足要求，而反射系数与驻波比对应。
[0058]当然，本实用新型对定向天线的各部分的具体尺寸不做特别限定，工作人员可通过实验来自行决定。
[0059]作为优选地，这里的定向天线还包括:
[0060]用于固定信号发生杆11、信号反射杆12以及信号增强杆13的绝缘安装座。
[0061]其中，这里的绝缘安装座为PVC板。当然，本实用新型对此不作特别限定，也可采用其他类型的绝缘装置来对信号发生杆11、信号反射杆12以及信号增强杆13的位置进行固定。
[0062]作为优选地，这里的定向天线还包括:
[0063]用于封装信号发生杆11、信号反射杆12、信号增强杆13以及绝缘安装座的绝缘保护外壳。
[0064]可以理解的是，由于本实用新型中的定向天线需要安装在地下，故直接将其埋在地下容易对天线造成损伤，故需要在信号发生杆11、信号反射杆12、信号增强杆13以及绝缘安装座的外部设置绝缘保护外壳，当然绝缘保护外壳的尺寸应略大于定向天线各部分的尺寸。绝缘保护外壳为长方体结构，当然，本实用新型对此不做特别限定。
[0065]由于在RFID技术中，需要在地面进行开槽从而将定向天线埋至地下，故设置绝缘保护外壳后，地面上的开槽大小应不小于绝缘保护外壳上，与信号发生杆11垂直且朝向信号增强杆13的方向上对应的侧面的大小(由于定向天线设置于地下后，各部件的顺序从下至上为信号反射杆12、信号发生杆11、信号增强杆13，故与信号发生杆11垂直且朝向信号增强杆13的方向上对应的侧面应为绝缘保护外壳上位于最上方的侧面，理论上该侧面为绝缘保护外壳上最窄的一面)。
[0066]例如，当定向天线的尺寸如上文中所述时，绝缘保护外壳的尺寸(即加上绝缘保护外壳后定向天线的整体尺寸)可以为15cm*5cm*3cm，此时，可在地面开一个宽度为3cm，长度为15cm的槽将定向天线埋至地下，操作简便，节省时间。
[0067]与实施例一相比，本实施例增加了信号增强杆，能够对信号反射杆反射后的信号进行进一步的增强，提高了定向天线发射的信号强度；另外，本实施例还增加了绝缘安装座，能够对信号发生杆、信号反射杆以及信号增强杆的位置进行固定，避免使用过程中出现位置移动而影响发射的射频信号的强度;且还增加了绝缘保护外壳，避免了定向天线浅埋在地下后对各部分造成的损伤；同时，还增加了两个定位绝缘套，使对应位置的第一弯折段与第二弯折段能够尽可能的对齐，使信号反射杆能够最大程度上对发射至自身方向上的射频信号进行反射，增强了定向天线的发射强度。
[0068]需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0069]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【主权项】
1.一种用于RFID技术的定向天线，其特征在于，包括: 能够发出射频信号的信号发生杆； 与所述信号发生杆平行设置、用于反射所述射频信号的信号反射杆;所述信号发生杆与所述信号反射杆等长且对齐。2.如权利要求1所述的定向天线，其特征在于，还包括: 长度小于所述信号发生杆的长度、与所述信号发生杆平行设置、且与所述信号反射杆位于所述信号发生杆的不同侧的信号增强杆，所述信号增强杆的中心线与所述信号发生杆的中心线共线。3.如权利要求1所述的定向天线，其特征在于，用于将高频信号源生成的射频信号输送至所述定向天线的馈电点设置于所述信号发生杆的中点位置。4.如权利要求1所述的定向天线，其特征在于，所述信号发生杆两端分别设有第一弯折段，所述信号反射杆两端分别设有第二弯折段;其中，所述信号发生杆两端的所述第一弯折段分别与对应的所述第二弯折段相向、对齐且具有间隙地设置。5.如权利要求2所述的定向天线，其特征在于，所述信号增强杆两端分别设有朝向于所述信号发生杆的第三弯折段。6.如权利要求2所述的定向天线，其特征在于，所述信号发生杆、所述信号反射杆以及所述信号增强杆均为金属杆，所述金属杆的截面形状为圆形或环形或多边形。7.如权利要求2所述的定向天线，其特征在于，还包括: 用于固定所述信号发生杆、所述信号反射杆以及所述信号增强杆的绝缘安装座。8.根据权利要求7所述的定向天线，其特征在于，还包括: 用于封装所述信号发生杆、所述信号反射杆、所述信号增强杆以及所述绝缘安装座的绝缘保护外壳。9.如权利要求4所述的定向天线，其特征在于，还包括: 两个定位绝缘套，对应位置的所述第一弯折段和所述第二弯折段分别嵌套于一个所述定位绝缘套的两端。
【文档编号】H01Q1/22GK205488483SQ201620150333
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年2月29日
【发明人】郭要军
【申请人】郭要军