[實(shí)用新型]一種高定向RFID手持閱讀器天線

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420031594.8
• 申請日: 2014-01-17
• 公開（公告）號(hào): CN203690495U
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉琦;何賽靈
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): H01Q1/38
• 分類號(hào): H01Q1/38;H01Q19/10
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于天線技術(shù)與無線通信領(lǐng)域，涉及一種高定向RFID手持閱讀器天線。

背景技術(shù)

射頻識(shí)別即RFID（Radio?Frequency?Identification）技術(shù)，又稱電子標(biāo)簽、無線射頻識(shí)別，是一種可通過無線電訊號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無需識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸的通信技術(shù)。常用的無源RFID有低頻（125k～134.2K）、高頻（13.56Mhz）、超高頻（860-960MHz）。

RFID閱讀器天線作為RFID系統(tǒng)的重要組成部分，它的性能將極大的影響整個(gè)RFID系統(tǒng)的效率與質(zhì)量。影響RFID閱讀器天線性能的主要因素包括天線的尺寸、工作頻段、阻抗及增益等。

現(xiàn)有RFID閱讀器天線大多數(shù)為圓極化天線，其閱讀距離在各個(gè)方向內(nèi)大致相同。但是在一些應(yīng)用場合中圓極化天線并不適用。比如手持機(jī)人工查找快遞包裹的應(yīng)用中，快遞員可以通過手持RFID閱讀器讀取黏貼在包裹上的RFID標(biāo)簽內(nèi)容來查找所需包裹。這種應(yīng)用場合下，圓極化天線會(huì)導(dǎo)致人工查找的位置不明，且受手持機(jī)機(jī)身和周圍環(huán)境影響很大。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種高定向RFID手持閱讀器天線。

本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：

高定向RFID手持閱讀器天線，包括FR4基底、金屬莫克森結(jié)構(gòu)及饋電平行雙線，在FR4基底上設(shè)置有金屬莫克森結(jié)構(gòu)及饋電平行雙線，其中金屬莫克森結(jié)構(gòu)為包括主振子和反射器，主振子和反射器之間存在設(shè)定間隙，主振子和反射器的兩端均向天線中間延伸，饋電平行雙線分別處于基板的兩面，采用彎折結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步說，該RFID標(biāo)簽天線工作860MHz-960MHz頻段。

本實(shí)用新型具有的有益效果是：

本實(shí)用新型的RFID天線尺寸僅為89mm×87mm，可集成于手持式閱讀器中。天線具有寬帶寬，其-10dB帶寬為860?MHz?to?1.09?GHz。天線具有高前后比，在整個(gè)FCC頻段天線的前后比均達(dá)到20dB以上。同時(shí)該天線具有良好的輻射效率。

附圖說明

圖1為天線的整體結(jié)構(gòu)俯視圖。

圖2為天線的功率反射系數(shù)測試結(jié)果圖。

圖3為天線的增益與前后比測試圖。

圖4為天線的效率測試圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳述：

如圖1所示，本實(shí)用新型中天線由FR4基底1-1、莫克森結(jié)構(gòu)(主振子1-2和反射器1-3)及饋電平行雙線1-4組成。天線的總體尺寸是89mm×87mm×1.6mm，基板1-1采用的是標(biāo)簽加工中最常用的FR4材料，介電常數(shù)為4.4。莫克森結(jié)構(gòu)及饋電平行雙線的材料為銅。主振子的一半與整個(gè)反射器位于基底的頂面，主振子的另一半則位于基底的底面。平行雙線中的一條位于基底頂面，另一條位于基底底面。雙線在天線俯視圖中完全重合。平行雙線從基板靠近反射器的邊緣中間延伸到主振子的中間位置，雙線中段采用彎折結(jié)構(gòu)，在饋電的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了天線阻抗及電抗的獨(dú)立調(diào)節(jié)。

該天線測試的輸入阻抗如圖2所示，所測得阻抗在915MHz及其附近頻率區(qū)間內(nèi)均與50歐姆傳輸線匹配良好。

天線的益與前后比測試結(jié)果如圖3所示，在FCC頻段（902MHz-928MHz）內(nèi)時(shí)，前后比均大于20dB，而增益均大于3.5dB。

天線的效率測試結(jié)果如圖4所示，在絕大多數(shù)工作頻率區(qū)間（860-960MHz）內(nèi)，效率大于80%。

本實(shí)用新型的RFID標(biāo)簽天線的優(yōu)點(diǎn)包括：

（1）成本低且尺寸相對較小。天線只采用FR4與銅兩種材料，是最基礎(chǔ)的天線加工材料。且整個(gè)天線的尺寸只有89mm×87mm×1.6mm，與其它定向天線相比尺寸較小。

（2）860-960MHz頻段工作良好。如圖3所示，天線可以正常工作在860-960MHz頻率范圍內(nèi)。在FCC頻段內(nèi)表現(xiàn)尤為突出。

（3）增益高。在整個(gè)860-960MHz頻段范圍內(nèi)增益均大于3dB。

（4）效率高。在整個(gè)工作頻段內(nèi)，除極少數(shù)頻率外，效率均大于80%。

本實(shí)用新型陳述了一種高定向RFID手持閱讀器天線，使用莫克森結(jié)構(gòu)提高天線的前后比，同時(shí)采用饋電平行雙線使得天線很容易調(diào)節(jié)輸入阻抗。本實(shí)用新型中天線基底采用的是FR4材料，是天線加工中最常用的基底材料之一。而其他結(jié)構(gòu)都是用銅蝕刻加工制作而成，成本低廉且加工方便。綜上所述，設(shè)計(jì)出的RFID手持閱讀器天線不僅實(shí)現(xiàn)了高定向，而且還具有尺寸小，增益大，前后比高，機(jī)身及人體影響小，結(jié)構(gòu)簡單，成本低等優(yōu)點(diǎn)，因此有著廣闊的應(yīng)用價(jià)值和市場潛力。