[發(fā)明專利]一種840/920MHz雙頻圓極化射頻識別讀寫器天線及其阻抗匹配方法

在審

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• 申請日: 2015-10-16
• 公開（公告）號: CN105226390A
• 公開（公告）日: 2016-01-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王鐘葆;漢俊杰;房少軍;劉恩宇;李英杰;王慶祥
• 申請（專利權(quán)）人: 大連海事大學(xué);遼寧普天數(shù)碼股份有限公司
• 主分類號: H01Q1/50
• 分類號: H01Q1/50;H01Q1/38;H01Q1/12;H01Q5/20;H01Q5/50
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務(wù)所 21224
• 代理人: 張群

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于雙頻頻變復(fù)阻抗匹配技術(shù)的雙頻圓極化疊層微帶天線，尤其涉及一種840/920MHz雙頻圓極化射頻識別讀寫器天線及其阻抗匹配方法。

背景技術(shù)

射頻識別(RFID，RadioFrequencyIdentification)技術(shù)是一種通過射頻信號識別目標(biāo)并讀寫相關(guān)信息的無線通信技術(shù)，已廣泛應(yīng)用于電子收費(fèi)、貨物識別和門禁系統(tǒng)等領(lǐng)域。不同的國家和地區(qū)為超高頻RFID系統(tǒng)分配的工作頻段是不同的。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO和國際電工委員會(huì)IEC推薦的RFID頻段為860～960MHz。歐洲工作頻段為865～868MHz，北美工作頻段為902～928MHz，日本工作頻段為952～955MHz，我國的工作頻段為840～845MHz和920～925MHz。

天線作為RFID系統(tǒng)必不可少的信號收發(fā)裝置，其性能好壞影響整個(gè)系統(tǒng)的性能。通常超高頻RFID標(biāo)簽采用線極化天線，工程應(yīng)用中要求讀寫器能夠正確讀寫處于任何方向的標(biāo)簽，因此讀寫器應(yīng)采用圓極化天線。微帶天線由于成本低、體積小、重量輕、易加工、饋電結(jié)構(gòu)靈活等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于RFID系統(tǒng)中。雙頻RFID系統(tǒng)為了降低成本、減小體積和提高質(zhì)量，要求其圓極化定向讀寫器天線實(shí)現(xiàn)單體雙頻工作，以避免在系統(tǒng)中使用兩個(gè)獨(dú)立的天線。

由于我國RFID技術(shù)分配使用的頻段與國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO和國際電工委員會(huì)IEC推薦的860～960MHz頻段并不完全一致，因此研制適用于我國超高頻RFID頻段的讀寫器天線，對于推進(jìn)我國RFID技術(shù)的發(fā)展具有重要的意義。有鑒于此，確有必要提出一種可以實(shí)現(xiàn)單體雙頻工作并且同時(shí)覆蓋840～845MHz和920～925MHz兩個(gè)頻段的雙頻圓極化微帶天線。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種840/920MHz雙頻圓極化射頻識別讀寫器天線，可以實(shí)現(xiàn)單體雙頻工作，在840～845MHz和920～925MHz兩個(gè)頻段內(nèi)均取得了良好的圓極化軸比帶寬和阻抗帶寬，讀寫器天線增益大于5dBi；并具有成本低、易加工等優(yōu)點(diǎn)，完全適用于我國RFID系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)要求；本發(fā)明同時(shí)提供了該讀寫器天線的阻抗匹配方法。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種840/920MHz雙頻圓極化射頻識別讀寫器天線，包括疊層微帶天線、耦合貼片、饋電探針、雙頻頻變復(fù)阻抗匹配電路和輸入連接器；其中：

所述疊層微帶天線由自上而下依次平行設(shè)置的上層印刷電路板、中層印刷電路板和下層印刷電路板組成，各層印刷電路板之間設(shè)有空氣層間隙；上層印刷電路板由上下貼合的上層橢圓環(huán)形貼片和上層介質(zhì)板構(gòu)成，中層印刷電路板由上下貼合的中層介質(zhì)板和下層橢圓環(huán)形貼片構(gòu)成，下層印刷電路板由上下貼合的下層介質(zhì)板和地板構(gòu)成；上層橢圓環(huán)形貼片的長軸垂直于下層橢圓環(huán)形貼片的長軸；

所述耦合貼片位于中層印刷電路板的上表面，饋電探針的一端連接耦合貼片，另一端連接雙頻頻變復(fù)阻抗匹配電路，雙頻頻變復(fù)阻抗匹配電路位于所述下層印刷電路板的上表面；雙頻頻變復(fù)阻抗匹配電路包括依次連接的微帶傳輸線一、微帶傳輸線二、微帶傳輸線三和50歐姆饋線，微帶傳輸線一與微帶傳輸線二之間設(shè)微帶開路枝節(jié)一，微帶傳輸線二與微帶傳輸線三之間設(shè)微帶開路枝節(jié)二，50歐姆饋線連接輸入連接器的內(nèi)導(dǎo)體。

所述上層印刷電路板、中層印刷電路板和下層印刷電路板由固定螺絲固定，各層印刷電路板之間的固定螺絲外設(shè)固定套，固定套的高度為相應(yīng)空氣層間隙厚度。

所述空氣層間隙總厚度為35～40mm。

一種840/920MHz雙頻圓極化射頻識別讀寫器天線的阻抗匹配方法，首先通過調(diào)節(jié)所述微帶開路枝節(jié)一的長度和寬度，對讀寫器天線的低頻段實(shí)現(xiàn)阻抗匹配；然后通過調(diào)節(jié)所述微帶開路枝節(jié)二的長度和寬度，對讀寫器天線的高頻段實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明所述讀寫器天線可以實(shí)現(xiàn)單體雙頻工作，在840～845MHz和920～925MHz兩個(gè)頻段內(nèi)均取得了良好的圓極化軸比帶寬和阻抗帶寬，讀寫器天線增益大于5dBi；并具有成本低、易加工等優(yōu)點(diǎn)，完全適用于我國RFID系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)要求，對于推進(jìn)我國RFID技術(shù)的發(fā)展具有重要的意義。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所述讀寫器天線的側(cè)視圖。

圖2是本發(fā)明所述讀寫器天線的俯視圖。

圖3是本發(fā)明實(shí)施例所述讀寫器天線的低頻段駐波比圖。

圖4是本發(fā)明實(shí)施例所述讀寫器天線的高頻段駐波比圖。

圖5是本發(fā)明實(shí)施例所述讀寫器天線的低頻段圓極化軸比和增益圖。