一种基于rf mems移相器的rfid识别天线的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及射频电子技术领域，特别涉及RFID系统中天线应用领域。
【背景技术】
[0002] RFID技术是实现物联网的关键技术，在RFID系统中，根据不同的应用场景，需要 使用RFID系统中的天线发送和接收射频信号，在实际应用中，为提高系统工作效率，时常 需要实现对电子标签多角度、远距离读取。天线阵将各单元辐射场矢量在空间某些方向上 进行同相叠加，并且在另一些方向上反向抵消，因此天线阵可以用来实现高增益和波束指 向控制。要想实现天线波束多角度扫描，需要在天线阵列馈电网络中加入移相器。MEMS移 相器具有插入损耗小、功耗低等优点，可降低整个射频系统的体积和损耗。MEMS移相器一般 可以分为分布式移相器、反射型移相器及开关线型移相器。开关线型移相器利用MEMS开关 控制微波信号从两条电长度不同的传输线通过，得到不同的相位状态，将多个一位开关移 相器级联，可构成多位开关线性移相器。
[0003] 在RFID系统中，由于标签摆放位置的不固定，一般要求读写器天线为圆极化天 线，而线极化天线则在定向读取电子标签的读写器中得到应用。在RFID领域中，圆极化天 线有着重要应用，已成为当前国内外研宄热点。任意极化波可以分解为两个旋向相反的圆 极化波。其中，一个线极化波可以分解为两个旋向相反、振幅相等的圆极化波。因此，任意 极化的来波都可由圆极化天线收到；反之，圆极化天线辐射的圆极化波也可以由任意极化 的天线收到。所以在RFID系统中圆极化天线被广泛使用。
【发明内容】
[0004] 为满足现阶段实际技术需求，本发明目的在于提供一种基于RFMEMS移相器的识 别天线。
[0005] 本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：
[0006] -种基于RF MEMS移相器的识别天线，其特征在于，所述天线包括五层结构，底层 为馈电网络（e)，所述馈电网络层包括功分器（5)、RF MEMS移相器（3);中间层包括参考 地面（6);中间层的上层和下层分别包括两层用于隔离的介质材料；最上层包括天线阵元 (1);所述天线还包括馈电探针（2)，所述馈电网络与所述天线阵元采用背馈形式连接，所 述馈电网络通过所述馈电探针对所述天线阵元进行馈电。
[0007] 优选的，所述功分器和所述RF MEMS移相器之间使用微带线连接。
[0008] 优选的，所述功分器是威尔金森功分器，实现等幅同相功率分配后与所述RF MEMS 移相器连接。
[0009] 优选的，所述RF MEMS移相器包括开关线型移相器，所述开关线型移相器包括两个 RF MEMS单刀双掷开关，每个RF MEMS单刀双掷开关两端分别连接至两个电压信号控制线， 所述电压信号控制线导通时控制RF MEMS单刀双掷开关同侧支路导通，控制每个RF MEMS 单刀双掷开关的两个电压信号控制线之一同时导通，使得经过移相器的信号产生〇度，45 度，90度，或135度的相位偏移。
[0010] 优选的，所述天线阵元是方形四边中部开槽的金属贴片，在方形贴片四边中部分 别开长度不等的两对槽，并沿贴片对角线采用同轴馈电，形成圆极化辐射。
[0011] 优选的，调整所述天线阵元的尺寸和数量，使所述天线工作在超高频段或者微波 频段。
[0012] 优选的，所述威尔金森功分器双臂长度为四分之一波长，分支微带线阻抗为70. 7 欧姆，双臂间的隔离电阻为100欧。
[0013] 优选的，所述天线阵元中相邻阵元之间的距离根据以下公式确定：
【主权项】
1. 一种基于RFMEMS移相器的识别天线，其特征在于，所述天线包括五层结构，底层为 馈电网络（e)，所述馈电网络层包括功分器（5)、RFMEMS移相器（3);中间层包括参考地面 (6);中间层的上层和下层分别包括两层用于隔离的介质材料；最上层包括天线阵元（1); 所述天线还包括馈电探针（2)，所述馈电网络与所述天线阵元采用背馈形式连接，所述馈电 网络通过所述馈电探针对所述天线阵元进行馈电。
2. 根据权利要求1所述的一种基于RFMEMS移相器的识别天线，其特征在于，所述功分 器和所述RFMEMS移相器之间使用微带线连接。
3. 根据权利要求1或2所述的一种基于RFMEMS移相器的识别天线，其特征在于，所述 功分器是威尔金森功分器，实现等幅同相功率分配后与所述RFMEMS移相器连接。
4. 根据权利要求1至3任一所述的一种基于RFMEMS移相器的识别天线，其特征在于， 所述RFMEMS移相器包括开关线型移相器，所述开关线型移相器包括两个RFMEMS单刀双 掷开关，每个RFMEMS单刀双掷开关两端分别连接至两个电压信号控制线，所述电压信号控 制线导通时控制RFMEMS单刀双掷开关同侧支路导通，控制每个RFMEMS单刀双掷开关的 两个电压信号控制线之一同时导通，使得经过移相器的信号产生〇度，45度，90度，或135 度的相位偏移。
5. 根据权利要求1至4任一所述的一种基于RFMEMS移相器的识别天线，其特征在于， 所述天线阵元是方形四边中部开槽的金属贴片，在方形贴片四边中部分别开长度不等的两 对槽，并沿贴片对角线采用同轴馈电，形成圆极化辐射。
6. 根据权利要求1至5任一所述的一种基于RFMEMS移相器的识别天线，其特征在于， 调整所述天线阵元的尺寸和数量，使所述天线工作在超高频段或者微波频段。
7. 根据权利要求3所述的一种基于RFMEMS移相器的识别天线，其特征在于，所述威尔 金森功分器双臂长度为四分之一波长，分支微带线阻抗为70. 7欧姆，双臂间的隔离电阻为 100 欧。
8. 根据权利要求1所述的一种基于RFMEMS移相器的识别天线，其特征在于，所述天线 阵元中相邻阵元之间的距离根据以下公式确定：
其中d是阵元之间的距离，0_为波束最大扫描角度，A代表信号工作波长。
9. 根据权利要求1所述的一种基于RFMEMS移相器的识别天线，其特征在于，所述天线 阵元中相邻阵元之间的距离为信号工作波长的一半。
10. 根据权利要求1所述的一种基于RFMEMS移相器的识别天线，其特征在于，所述天 线用于RFID领域。
【专利摘要】本发明涉及一种基于RF MEMS移相器的识别天线，所述天线包括五层结构，底层为馈电网络，所述馈电网络层包括功分器、RF MEMS移相器；中间层包括参考地面；中间层的上层和下层分别包括两层用于隔离的介质材料；最上层包括天线阵元；所述天线还包括馈电探针，所述馈电网络与所述天线阵元采用背馈形式连接，所述馈电网络通过所述馈电探针对所述天线阵元进行馈电。
【IPC分类】H01P1-18, H01Q1-50, H01Q1-36, H01Q23-00, H01Q21-24, B81B7-02
【公开号】CN104779448
【申请号】CN201510165999
【发明人】刘泽文, 钟亚君
【申请人】清华大学
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年4月9日