[發明專利]一種新型RFID平面陣列天線饋電網絡

在審

• 申請號: 201510632135.4
• 申請日: 2015-09-29
• 公開（公告）號: CN105281030A
• 公開（公告）日: 2016-01-27
• 發明（設計）人: 李建雄;陳明省;韓曉迪;邢炳雷;宋山林
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: H01Q1/50
• 分類號: H01Q1/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于微波技術和射頻識別技術領域，尤其涉及閱讀器平面陣列天線饋電網絡。

背景技術

目前，RFID(射頻識別)技術已成功應用于生產制造、物流倉儲、交通運輸、醫療衛生、公共安全等各個領域。它利用射頻信號的空間耦合實現無接觸式數據傳遞，并通過信息的相互傳遞達到識別對象的目的。

常用的閱讀器最大識別距離在10米左右，總的識別區域有限，還不能滿足大多數用戶的需求，從而限制了其大規模應用。天線作為閱讀器重要組成部分，是實現無線數據通信的關鍵因素，天線參數(增益，輻射方向圖等)直接影響閱讀器的識別距離、識別區域和標簽的定位等，從而影響閱讀器的性能。傳統的閱讀器天線具有低增益、寬波束的輻射方向圖，因而使得識別距離、識別區域受到限制，標簽定位誤差較大。

智能天線能夠利用多個天線陣元的組合進行信號處理，自動調整發射和接收方向圖，以針對不同的信號環境達到性能最優。把智能天線技術應用到RFID系統中，可以提高現有閱讀器的最大識別距離、覆蓋區域、定位和抗干擾等性能。近年來智能天線應用到RFID閱讀器中得到了很大的重視。

在標簽天線接收功率不變的情況下，增加識別距離就要增加發射功率或者增加閱讀器天線增益，單波束或固定多波束天線增益的增加降低了波束寬度，減小了閱讀器的覆蓋范圍。波束切換型陣列天線增大了天線的增益，波束變窄，由于波束在多個方向上掃描，所以總的識別區域擴展得到擴展。

饋電網絡是相控陣天線實現波束形成、快速掃描的關鍵，在發射狀態，發射機的高頻信號分別進入對應功分器后，按各自功分比分成多路饋入移相器經天線輻射單元輻射出去。波控器從終端接收到波束指向要求后，控制移相器，使其偏移到要求的相位，從而達到改變波束的目的。在接收狀態，不同方向上的高頻信號在每個輻射單元上激勵起不同的電流，傳到接收機進行信號處理，改變移相器的控制碼可接收任意方向上傳來的射頻信號。

發明內容

本發明提供了一種新型RFID平面陣列天線饋電網絡，能夠實現閱讀器平面陣列天線波束切換的目的，擴大閱讀器的掃描范圍。

為了實現上述功能，本發明的實施例采用如下技術方案：

新型RFID平面陣列天線饋電網絡，包括四等分功率分配器、數字移相器、二等分功率分配器，其特征在于：所述數字移相器可以通過主芯片對相移量進行控制，所述功率分配器為微帶線構成的四等分功分器與二等分功分器。

數字移相器包含固定偏移主線、邊緣λ/8的平行短路與開路短截線以及控制開關，固定偏移主線控制偏移量；平行短路與開路短截線控制相移斜率，可以在較大的頻帶范圍內實現相位移動；控制開關為PIN二極管，通過主芯片給出的二進制代碼實現固定相位移動。

數字移相器位于四等分功分器與二等分功分器之間，對陣列天線橫向進行相位控制，實現45°、90°、180°的相位偏移，使陣列天線橫向產生45°、135°、-135°、-45°的固定相位差，軸向陣列天線單元相位一致。

功率分配器采用微帶線構成的四等分Wilkinson功分器與二等分Wilkinson功分器，然而傳統功分器由于λ/4阻抗變換器的存在，使得FRID頻段上功分器的尺寸明顯增加，為了減小尺寸，可以使用T型結構代替λ/4阻抗變換器，在這里只是簡單闡述，不做詳細說明，凡以此做的任何改動不在本發明之列。

附圖說明：

為了更清楚的說明發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一個實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造勞動性的前提下，還可以根據附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明閱讀器平面陣列天線及饋電網絡綜合示意圖；

圖2是本發明電控數字移相器原理圖；

圖3是本發明數字移相器結構示意圖；

圖4是四等分Wilkinson功分器結構圖；

具體實施方式：

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施例作進一步詳細描述。

本發明的主旨是提出一種RFID平面陣列天線饋電網絡，實現閱讀器陣列天線的波束切換，擴大閱讀器的識別區域。所提饋電網絡對閱讀器陣列天線波束單一、識別區域小等缺點具有重要指導意義。

下面結合附圖對本發明實施方式作進一步地詳細描述。