一种用于uhf频段的近场rfid阅读器天线的制作方法
【专利摘要】本发明公布了一种用于UHF频段的近场RFID阅读器天线，包括介质层，所述介质层的上方设置有相互平行的第一金属导带层和第二金属导带层，所述第一金属导带层和所述第二金属导带层之间形成有宽度可调的槽线。本发明的阅读器天线设计结构简单，使用方便，稳定性高，读取距离大，可运用于不同的场合。
【专利说明】—种用于UHF频段的近场RFID阅读器天线
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于UHF频段的近场RFID阅读器天线。
【背景技术】
[0002]RFID (Radio Frequency Identif ication射频识别)系统是一种通信技术，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。常用的有低频(125k?134.2K)、高频(13.56MHz)、超高频(840MHz-960MHz)和微波等技术。
[0003]RFID技术的基本工作原理并不复杂，当标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息(Passive Tag，无源标签或被动标签)，或者由标签主动发送某一频率的信号(Active Tag,有源标签或主动标签)，解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。
[0004]一套完整的RFID系统，是由阅读器(Reader)与电子标签(Tag)也就是所谓的应答器(Transponder)及应用软件系统三个部份组成,其工作原理是:Reader发射特定频率的无线电波能量给Transponder,用以驱动Transponder电路将内部的数据送出，此时Reader便依序接收解读数据，送给应用程序做相应的处理。
[0005]图1所示，为现有技术中常用的环形结构的天线。此种天线利用环形，在UHF这个频段缩小了天线的电尺寸，其整体尺寸为180mm*180mm*1.5mm。其一般采用分离式的设计，利用电感耦合与相位滞后的方式，保证了电流的单一流向并形成均匀的场强，克服了传统意义上的环天线的近场不均勻性，确保标签读取的稳定性。在与型号为Impinj Speedway的阅读器联调测试过程中，能够达到最大14cm的标签测试距离。
[0006]但是，该结构的天线尺寸不能随着适用场合的不同而更改。由于该天线在设计过程中基本确定了整体尺寸，而在很多的应用场合，我们需要不同尺寸的天线，最好能够根据具体环境进行调整。此款天线虽然整体尺寸较小，但是不能够达到这个要求，因此使用的环境受到限制。另一方面，其设计过程繁琐。由于此种天线设计时需要考虑许多结构参数的调节，才能达到整体阻抗匹配的效果。需要先对该天线的各种结构参数进行理论分析计算，再使用仿真软件联调，这个过程需要耗费大量的时间。
[0007]除了上述结构的天线外，现有技术中的另一种阅读器天线是由共面波导、共面带状线和多重分离传输线组成，这种天线的前部利用巴伦结构达到共面波导与共面带状线的阻抗匹配，后端传输线的负载阻抗经过阻抗匹配过程等同于共面带状线的特性阻抗。电磁波在介质板平面上传播并辐射，形成均匀的场强，从而读取标签。天线的长度可以调节来满足不同场合的需要，介质板与底板之间的空气层能够用来扩大带宽、增大场强并减小损耗。但是这种天线的缺点是:其读取距离小，在相同的测试环境下，其最大的读取距离仅为5cm，很多时候不能够满足实际适用场合的要求。另外，这种形式的天线，结构较为复杂。为了达到阻抗匹配，该种天线在设计过程中同样需要考虑许多结构参数的影响，需要先对这些结构参数先进行理论分析计算，再使用仿真软件联调，这个过程同样需要耗费大量的时间。
【发明内容】
[0008]本发明目的是针对现有技术存在的缺陷提供一种用于UHF频段的近场RFID阅读器天线。
[0009]本发明为实现上述目的，采用如下技术方案:一种用于UHF频段的近场RFID阅读器天线，包括介质层，所述介质层的上方设置有相互平行的第一金属导带层和第二金属导带层，所述第一金属导带层和所述第二金属导带层之间形成有宽度可调的槽线。
[0010]进一步的，所述第一金属导带层和第二金属导带层的两侧端面与所述介质层的两侧端面相互平齐。
[0011]本发明的有益效果:本发明采用平行双线的电磁泄漏原理设计的近场阅读器天线，该天线整体设计结构简单，使用方便，稳定性高，读取距离大，可运用于不同的场合。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为现有技术中的环形天线的结构示意图。
[0013]图2为本发明天线的主视图的结构示意图。
[0014]图3为图2中天线的A-A向结构示意图。
[0015]图4为本发明天线与阅读器的连接结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]图2、图3所示，为一种用于UHF频段的近场RFID阅读器天线，包括介质层1，所述介质层I的上方设置有相互平行的第一金属导带层2和第二金属导带层4，所述第一金属导带层2和所述第二金属导带层4之间形成有宽度可调的槽线3。其中，所述第一金属导带层2和第二金属导带层4的两侧端面与所述介质层I的两侧端面相互平齐。使用时，只要改变槽线3的宽度就可以改变槽线3的特征阻抗。这种结构的传输线可用于高阻抗线、串连短线和短路等电路中，也可用于微波集成电路和微带电路的组合中。
[0017]通过对槽线3宽度的调节，使中心馈源达到与槽线3末端的阻抗匹配，形成均匀的场强，并读取一定范围的标签。
[0018]另外，本发明的天线结构尺寸可设计为500mm*120mm*1.5mm,利用微带传输线的性质，使得其剖面非常低，能够与一些设备联合安装使用。另外，本发明的天线的长度也可以调节，能够任意裁剪，其长度不受500_的限制，可运用于不同的应用场合。
[0019]本发明的天线运用双线传输线的原理，利用其辐射场进行UHF RFID近场天线的设计。在设计的过程中根据适用场合的不同，需要调节的参数很少，只需要调节两个金属导带层的长度和相对间距(即槽线3的宽度)以及天线末端需要匹配的电阻值即可，因此设计起来非常简便。
[0020]传输线理论是理解电磁辐射的基本理论之一，多被应用于馈电网络方面。本发明将这个理论直接应用于天线的辐射，由于其辐射场较弱，所以可以直接运用于UHF RFID近场天线的设计。即利用传输线电磁泄露的方法来进行阻抗匹配，调节阅读距离，从而达到设计要求。[0021]图4所示，为本发明天线与阅读器的连接结构示意图，包括阅读器6、连接导线5和本发明的天线。阅读器6通过连接导线4连接到本发明天线的槽线3中部位置。在此种测试环境下，电子标签与阅读器6的联调能够达到IOcm的阅读距离，并且从始端到末端性能稳定，均能达到10cm。
[0022]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。
【权利要求】
1.一种用于UHF频段的近场RFID阅读器天线，其特征在于，包括介质层，所述介质层的上方设置有相互平行的第一金属导带层和第二金属导带层，所述第一金属导带层和所述第二金属导带层之间形成有宽度可调的槽线。
2.如权利要求1所述的一种用于UHF频段的近场RFID阅读器天线， 其特征在于，所述第一金属导带层和第二金属导带层的两侧端面与所述介质层的两侧端面相互平齐。
【文档编号】H01Q1/38GK103606735SQ201310653865
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年12月9日 优先权日:2013年12月9日
【发明者】何小祥, 吕恬然, 刘棋 申请人:南京逐月电子科技有限公司