一种应用于射频识别系统宽带线极化天线的制作方法

本发明属于射频识别技术领域，尤其涉及一种应用于射频识别系统宽带线极化天线。

背景技术：

射频识别系统(RFID)是一种非接触的自动识别技术，其基本原理是利用射频信号和空间耦合(电感和电磁耦合)传输特性，实现对被识别物体的自动识别。作为一项具有广泛应用前景的技术，RFID产品近年来已被广泛应用于社会、经济、国防等众多领域，在防伪和安全控制、交通管制、物流与库存管理等方面发挥了重要的作用，并提升了现代服务业、生产制造业、医药卫生、军事、邮政等行业的管理效率和商业价值。

典型的射频识别系统由阅读器，标签和计算机控制终端三部分组成。标签携带有不同的身份信息，该信息通过阅读器远距离读取并传回计算机控制终端进行统一管理。在RFID系统中，特别是在仓库管理和物流管理当中，标签往往放置方位不规则，一般的阅读器天线采用的天线，结构复杂不利于加工、频带窄、增益低，往往不能满足对所有不规则放置的物资标签进行无盲区管控和区域控制管理。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种应用于射频识别系统宽带线极化天线，旨在解决目前典型的射频识别系统采用的天线频带窄、增益低的问题。

本发明是这样实现的，一种宽带线极化天线，其应用于射频识别系统，所述应用于射频识别系统宽带线极化天线设置有金属反射板，所述金属反射板上设置有U型槽金属板，所述U型槽金属板的U型槽由等宽的水平缝隙和两个相同垂直缝隙组成；水平缝隙的等宽结构由矩形缝隙组成；两个垂直缝隙由相同的尺寸的矩形组成，两个垂直缝隙分别和水平缝隙的两端连通形成U型槽。

进一步设置有第一金属柱和第二金属柱，SMA接头的一端与U型槽金属板相接，SMA接头的另一端与金属反射板相接。

进一步，所述金属柱分别位于U型槽两侧，其半径相同，均为3mm。

进一步设置有SMA接头，所述SMA接头一端设置于金属接地板的底部，SMA接头另一端通过第三金属柱与有U型槽金属板相连；塑料柱分别置于金属反射板四个角。

本发明提供的应用于射频识别系统宽带线极化天线，具有带频宽和良好的辐射方向图，显著提高系统的性能；采用U型槽金属板结构，实现了天线的宽频带线极化特性，结构简单，容易加工；加载了金属短路柱使得天线的驻波比小于1.5，天线阻抗匹配很好。

本发明通过在金属板上刻蚀U型槽，并且加载两个金属短路柱，通过调整U型槽的宽度和长度，以及金属短路柱的位置，使得天线获得了14.5％的工作带宽(VSWR<1.5)，具体的工作频带为0.83～0.96GHz，在整个工作频带内交叉极化比主极化小30dB并且增益在9dBi以上。

附图说明

图1是本发明实施例提供的应用于射频识别系统宽带线极化天线结构示意图。

图2是本发明实施例提供的应用于射频识别系统宽带线极化天线主视图。

图3是本发明实施例提供的底层俯视图。

图4是本发明实施例提供的应用于射频识别系统宽带线极化天线端口的驻波曲线图。

图5是本发明实施例提供的工作在0.9GHz时的水平面方向上的主极化和交叉极化方向图。

图6是本发明实施例提供的工作在0.9GHz时的垂直面方向上的主极化和交叉极化方向图。

图7是本发明实施例提供的在主辐射方向上增益随频率变化曲线图。

图中：1、U型槽金属板；12、U型槽；2、金属反射板；3、第一塑料柱；4、第二塑料柱；5、第三塑料柱；6、第四塑料柱；7、第一金属柱；8、第二金属柱；9、第三金属柱；10、SMA接头。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。

如图1、图2和图3所示，本发明实施例的应用于射频识别系统宽带线极化天线包括：U型槽金属板1、金属反射板2、第一金属柱7、第二金属柱8、第三金属柱9、SMA接头10、第一塑料柱3、第二塑料柱4、第三塑料柱5、第四塑料柱6。

所述U型槽金属板1位于金属反射板2之上，其中间是空气介质；第一金属柱7、第二金属柱8分别一端与有U型槽金属板1相接，另一端与金属反射板2相接；第一金属柱7、第二金属柱8分别位于U型槽12两侧，其半径相同，均为3mm；所述SMA接头10一端设置于金属反射板2的底部，其另一端通过第三金属柱9与有U型槽金属板1相连；所述第一塑料柱3、第二塑料柱4、第三塑料柱5、第四塑料柱6分别置于金属反射2四个角，固定整个天线，天线整体的高度H＝26mm。

如图1所示，所述U型槽金属板1，其中U型槽12由等宽的水平缝隙和两个相同的垂直缝隙组成，水平缝隙的等宽结构由矩形缝隙组成；两个垂直缝隙由相同的尺寸的矩形组成，两个垂直缝隙分别和水平缝隙的两端连通形成“U”型槽；水平缝隙的宽度w₁＝9mm，垂直缝隙的宽度w₂＝8mm，有U型槽的金属板的厚度为1.5mm。

如图2所示，金属反射板2厚度为2mm，SMA接头10的外皮焊接到金属反射板2的底部，SMA接头10的内芯与第三金属柱9焊接。

下面结合仿真对本发明的应用效果作详细的描述。

1、仿真内容

1.1利用商业仿真软件ANSYS HFSS_15.0对上述实例的驻波比进行仿真计算，结果如图4所示。

1.2利用商业仿真软件ANSYS HFSS_15.0分别对上述实例端口的不同主平面的远场辐射方向图进行了仿真计算，结果如图5和6所示，其中图5为实施例端口工作在0.9GHz时水平面方向上的主极化和交叉极化方向图，图6为实施例端口工作在0.9GHz时垂直面方向上的主极化和交叉极化方向图。

1.3利用商业仿真软件ANSYS HFSS_15.0分别对上述实例端口的不同频率处+z方向最大增益进行了仿真计算，结果如图7为实施例在主辐射方向上增益随频率变化曲线图；

2、仿真结果

参照图4，以驻波比小于1.5为标准，实施例端口阻抗带宽为0.83～0.96GHz，相对带宽为14.5％。

参照图5，为实施例端口工作在0.9GHz时水平面方向上的主极化和交叉极化方向图。

参照图6，实施例端口工作在0.9GHz时垂直面方向上的主极化和交叉极化方向图。

参照图7，实施例在主辐射方向上增益随频率变化曲线图；

实施例中的最大辐射方向始终沿着+Z轴，最大增益为9dBi，交叉极化低于主极化约33dB。

以上仿真结果说明，本发明天线具有较宽的工作带宽、较低的交叉极化、较高的增益以及较低的剖面高度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。