[發(fā)明專利]一種新型RFID平面陣列天線饋電網(wǎng)絡(luò)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510632135.4
• 申請日: 2015-09-29
• 公開（公告）號: CN105281030A
• 公開（公告）日: 2016-01-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李建雄;陳明省;韓曉迪;邢炳雷;宋山林
• 申請（專利權(quán)）人: 天津工業(yè)大學(xué)
• 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(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微波技術(shù)和射頻識別技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及閱讀器平面陣列天線饋電網(wǎng)絡(luò)。

背景技術(shù)

目前，RFID(射頻識別)技術(shù)已成功應(yīng)用于生產(chǎn)制造、物流倉儲、交通運輸、醫(yī)療衛(wèi)生、公共安全等各個領(lǐng)域。它利用射頻信號的空間耦合實現(xiàn)無接觸式數(shù)據(jù)傳遞，并通過信息的相互傳遞達(dá)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(qū)域有限，還不能滿足大多數(shù)用戶的需求，從而限制了其大規(guī)模應(yīng)用。天線作為閱讀器重要組成部分，是實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)通信的關(guān)鍵因素，天線參數(shù)(增益，輻射方向圖等)直接影響閱讀器的識別距離、識別區(qū)域和標(biāo)簽的定位等，從而影響閱讀器的性能。傳統(tǒng)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(qū)域受到限制，標(biāo)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(jìn)行信號處理，自動調(diào)整發(fā)射和接收方向圖，以針對不同的信號環(huán)境達(dá)到性能最優(yōu)。把智能天線技術(shù)應(yīng)用到RFID系統(tǒng)中，可以提高現(xiàn)有閱讀器的最大識別距離、覆蓋區(qū)域、定位和抗干擾等性能。近年來智能天線應(yīng)用到RFID閱讀器中得到了很大的重視。

在標(biāo)簽天線接收功率不變的情況下，增加識別距離就要增加發(fā)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(qū)域擴(kuò)展得到擴(kuò)展。

饋電網(wǎng)絡(luò)是相控陣天線實現(xiàn)波束形成、快速掃描的關(guān)鍵，在發(fā)射狀態(tài)，發(fā)射機(jī)的高頻信號分別進(jìn)入對應(yīng)功分器后，按各自功分比分成多路饋入移相器經(jīng)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(dá)到改變波束的目的。在接收狀態(tài)，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(jī)進(jìn)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(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種新型RFID平面陣列天線饋電網(wǎng)絡(luò)，能夠?qū)崿F(xiàn)閱讀器平面陣列天線波束切換的目的，擴(kuò)大閱讀器的掃描范圍。

為了實現(xiàn)上述功能，本發(fā)明的實施例采用如下技術(shù)方案：

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

數(shù)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(guān)，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(nèi)實現(xiàn)相位移動；控制開關(guān)為PIN二極管，通過主芯片給出的二進(jìn)制代碼實現(xiàn)固定相位移動。

數(shù)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(jìn)行相位控制，實現(xiàn)45°、90°、180°的相位偏移，使陣列天線橫向產(chǎn)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(gòu)成的四等分Wilkinson功分器與二等分Wilkinson功分器，然而傳統(tǒng)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(jié)構(gòu)代替λ/4阻抗變換器，在這里只是簡單闡述，不做詳細(xì)說明，凡以此做的任何改動不在本發(fā)明之列。

附圖說明：

為了更清楚的說明發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)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(fā)明的一個實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造勞動性的前提下，還可以根據(jù)附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明閱讀器平面陣列天線及饋電網(wǎng)絡(luò)綜合示意圖；

圖2是本發(fā)明電控數(shù)字移相器原理圖；

圖3是本發(fā)明數(shù)字移相器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是四等分Wilkinson功分器結(jié)構(gòu)圖；

具體實施方式：

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

本發(fā)明的主旨是提出一種RFID平面陣列天線饋電網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)閱讀器陣列天線的波束切換，擴(kuò)大閱讀器的識別區(qū)域。所提饋電網(wǎng)絡(luò)對閱讀器陣列天線波束單一、識別區(qū)域小等缺點具有重要指導(dǎo)意義。

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。