一种新型高增益窄波束圆极化天线的制作方法

文档序号:14498282阅读:364来源:国知局

本实用新型涉及RFID应用技术领域,特别涉及一种新型高增益窄波束圆极化天线。



背景技术:

射频识别是一种非接触式的自动识别技术。在RFID(Radio Frequency Identification,射频识别)系统中,识别信息存放在电子数据载体中,电子数据载体成为应答器。应答器中存放的识别信息由阅读器读出,在一些应用中,阅读器不仅可以读出存放的信息,而且可以对应答器写入数据,这种读写操作是通过双方之间的无线通信来实现的。微带天线作为RFID系统中常用的定向天线形式,对RFID的发展和应用有着极其重要的意义。

从微带天线的概念提出以来,由于它具有结构简单、体积小、重量轻、低剖面、易与载体共形等优点,已广泛的应用于卫星通信、雷达、射频识别、导航等领域。其中圆极化微带天线又因其能够接受任意极化的来波且其辐射的圆极化波可以被任意极化的天线所接收的优点而越来越受到青睐。微带天线产生圆极化波的关键是产生幅度相等,相位相差90度的两个相互正交的线极化波,即产生两个在空间和时间上都正交的线极化波。

为达到上述要求,圆极化微带天线在结构上主要可以分为以下三种形式:单点馈电、双点馈电或四点馈电。其中单点馈电圆极化微带天线结构最为简单,但缺点是轴比带宽较窄,实用性不强;双点馈电可以不同程度地扩展圆极化轴比带宽,但都采用了多层结构,破坏了天线的低剖面性;四点馈电的天线又由于其复杂性和不稳定性,使用率较低。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于,选用一种新型的铝塑板材料作为天线基材降低成本,利用双点馈电结构简化安装,并通过天线组阵增强天线增益缩小辐射角度。

为实现上述目的,本实用新型采用以下技术方案:

一种新型高增益窄波束圆极化天线,包括铝塑基板、天线辐射振子、微带线和安装在铝塑基板上的馈电网络板;所述馈电网络板包括绝缘介质板、设于绝缘介质板上的馈电网络、设于绝缘介质板上的移相器和功分器组合;

所述铝塑基板作为蚀刻或雕刻形成天线辐射振子与微带线的基板,其一面的金属层的厚度与天线辐射振子、微带线相等,用于将天线辐射振子和微带线共面,作为天线主要辐射单元;

所述天线辐射振子设于铝塑基板上且与微带线连接导通,用于通过微带线进行双馈点馈电;

所述微带线设于铝塑基板上,又与功分器组合连接导通,用于传输相位相差90°的信号;

所述绝缘介质板设于铝塑基板上;

所述馈电网络的接地端与铝塑基板连接导通,功分器组合通过馈电网络又与移相器连接导通;

所述馈电网络用于将输入信号生成并分配功率等分且相位相差90°的信号提供给输出端;

所述移相器用于形成相位相差90°的信号;

所述功分器组合用于将信号平均分配。

进一步地,由铝塑基板、天线辐射振子与微带线组成被雕刻或蚀刻的一铝塑板,该铝塑板为由两层铝板中间夹一层塑料板形成的铝塑板。

进一步地,所述天线辐射振子是由铝塑板上层铝板切割后剩下的铝板形成,作为天线主辐射单元。

进一步地,所述微带线是由铝塑板上层铝板切割后剩下的铝板形成,作为天线双点馈电及阵列天线的馈线部分。

进一步地,所述移相器为90°移相器,用于使天线输出信号的两路幅度相等且相位相差90°,该天线信号从馈电网络输入通过移相器输出。

进一步地,所述绝缘介质板为采用聚四氟乙烯板或FR-4绝缘板的绝缘介质板。

进一步地,所述新型高增益窄波束圆极化天线为双点馈电的阵列圆极化天线。

进一步地,所述移相器为采用共面波导或微带线形式的移相器。

进一步地,所述功分器组合采用陶瓷功分器或者微带线等功率功分器。

与现有的技术相比较,本实用新型提供的一种新型高增益窄波束圆极化天线具有圆极化性能好,高增益,厚度薄,性能稳定,安装简单,成本低廉等优点。本实用新型不仅克服了单端口馈电的带宽窄的缺陷,而且简化了多端口馈电系统安装复杂的缺点,选用铝塑板材料节约了成本,减少材料损耗增大增益,通过组阵减小波束宽度、增大增益,更加适合RFID行业的应用。

附图说明

图1为本实用新型实施例的一种新型高增益窄波束圆极化天线的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体的实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明。

一种新型高增益窄波束圆极化天线包括铝塑基板1、天线辐射振子3、微带线和安装在铝塑基板1上的馈电网络板4;所述馈电网络板4包括绝缘介质板、设于绝缘介质板上的馈电网络、设于绝缘介质板上的移相器6和功分器组合;

所述铝塑基板1作为蚀刻或雕刻形成天线辐射振子3与微带线的基板,其一面的金属层的厚度与天线辐射振子3、微带线相等;

所述天线辐射振子3设于铝塑基板1上且与微带线连接导通;

所述微带线设于铝塑基板1上,又与功分器组合连接导通,具体地,微带线通过导线和焊锡与功分器组合焊接导通;

所述绝缘介质板设于铝塑基板1上,具体地,移相器6焊接在馈电网络板4的焊盘上,馈电网络板4通过四个铆钉5固定在铝塑基板1上的中间位置;

所述馈电网络的接地端与铝塑基板1连接导通,功分器组合通过馈电网络又与移相器6连接导通;

由铝塑基板1、天线辐射振子3与微带线组成被雕刻或蚀刻的一铝塑板,该铝塑板为由两层铝板中间夹一层塑料板形成的铝塑板;具体地,所述铝塑板1由塑料板上下各压一层铝板组成,上层铝板2通过切割掉多余的铝块,形成天线辐射振子3;

所述天线辐射振子3是由铝塑板上层铝板2切割后剩下的铝板形成,作为天线主辐射单元;

所述微带线是由铝塑板上层铝板切割后剩下的铝板形成,作为天线双点馈电及阵列天线的馈线部分;

所述移相器6为90°移相器6,用于使天线输出信号的两路幅度相等且相位相差90°,该天线信号从馈电网络输入通过移相器6输出;

所述绝缘介质板为采用聚四氟乙烯板或FR-4绝缘板的绝缘介质板;

所述新型高增益窄波束圆极化天线为双点馈电的阵列圆极化天线;

所述铝塑板上层铝板切割后剩下的铝板形成微带线包括第一输入线9、第三输入线11、第二输入线10和第四输入线12;

所述功分器组合包括第一功分器7和第二功分器8,所述第一功分器7与第二功分器8分别焊接在馈电网络板4的两个输出端;第一功分器7为二公分,信号从馈电网络板4的一个输出端进,通过第一输入线9和第三输入线11分出两路信号;第二功分器7为二公分,信号从馈电网络板4的另一个输出端进,通过第二输入线10和第四输入线12分出两路信号;具体地,第一输入线9和第三输入线11为等幅同向的信号,第一输入线9和第二输入线10为等幅相位相差90°的信号,第三输入线11和第四输入线12为等幅相位相差90°的信号;

所述移相器6为采用共面波导或微带线形式的移相器;

所述第一功分器7为陶瓷功分器或者微带线等功率功分器;

所述第二功分器8为陶瓷功分器或者微带线等功率功分器。

该新型高增益窄波束圆极化天线可以是RFID的超高频,也可以是433MHz或2.4GHz等频段,可通过调节辐射板的长宽和馈电网络上微带线宽度长度以及两辐射板之间的高度,用以大范围或者小范围调节天线的工作频段或带宽。

与现有的技术相比较,本实用新型提供的一种新型高增益窄波束圆极化天线具有圆极化性能好,高增益,性能稳定,安装简单,成本低廉等优点。本实用新型不仅克服了单端口馈电的带宽窄的缺陷,而且简化了多端口馈电系统安装复杂的缺点,节约了成本,提高了稳定性能,更加适合RFID行业的应用。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本实用新型的保护范围。因此,本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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