[發明專利]一種近場天線

有效

• 申請號: 201710202474.8
• 申請日: 2017-03-30
• 公開（公告）號: CN107069202B
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發明（設計）人: 甄珍;楊益起
• 申請（專利權）人: 高新興智聯科技股份有限公司
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/50;H01Q1/22
• 代理公司: 北京沁優知識產權代理有限公司 11684
• 代理人: 郭衍飛

本發明提供了一種近場天線，包括天線基板、底殼、支柱、天線罩、單極子、微帶線和饋線；天線基板的上、下表面為導電金屬輻射面，通過支柱固定在底殼內；單極子與微帶線一一對應連接形成微帶天線，微帶天線至少兩個，一個連接饋線，另一個無饋線；饋線有兩個，分別固定在天線基板的上、下表面，位于天線基板下表面的饋線的兩端分別穿過天線基板上的通孔與微帶天線連接；L型匹配電路與跟饋線連接的微帶天線連接；天線罩倒扣在天線基板及微帶天線的上端。本發明所述的近場天線，采用矩形微帶天線的形式，同時增加沒有饋電的微帶線形式，通過互耦和去的方式消除近場盲點問題，使天線的輸入阻抗得以提高，并增強近場場強。

技術領域

本發明屬于無線射頻識別(RFID)、電子標簽讀寫等民用通信領域，尤其是涉及一種用于RFID系統中發卡器的進場天線。

背景技術

如圖1所示為RFID系統示意圖，讀識器通過天線發送一定頻率的射頻信號，當標簽進入天線的磁場時產生感應電流，從而獲得能量，并向讀識器發送自身編碼等信號，讀識器采集并解碼，并將數據發送至計算機系統進行處理。

在RFID系統中，除標簽、閱讀器、中間件等標準網元外，實際應用中還有一些輔助設備以保證RFID系統的正常運轉，發卡器就是其中一種。發卡器又稱為讀卡器、發卡機或發卡管理機等，主要用來對標簽進行具體內容的操作，包括建立檔案、掛失、補卡、信息修正等。發卡器一般與終端放在一起，由發卡人員對單張標簽進行操作。本質上，發卡器是一個小型的標簽讀寫裝置，需要與標簽管理軟件配合使用。根據發卡器的實際使用場景，其一般具有發射功率小、整機功耗低、讀寫距離近、便于人工操作等特點。

目前的無線射頻識別(RFID)行業發展非常快，在交通、物流、監控的多個領域都開始有廣泛的應用。RFID系統由讀識器、天線和標簽組成(參考RFID系統圖)。讀識器通過天線發射信號給標簽，標簽再反射信號給讀識器天線，形成一個完整的通信鏈路。在通信過程中，由于標簽的極化方式是線極化的，所以當讀識器天線也做成線極化的極化方式，這樣標簽就能和讀識器天線很好匹配，準確識別。在RFID系統中讀識器天線分為兩種，一種是遠場天線；這類天線用于遠距離發送和接收標簽信號，一般讀卡距離在10米以上。還有一種是近場天線；用于標簽近距離讀取，一般在1米以內。例如多標簽近距離讀取，標簽發行前信息讀取和寫入時均需要近場天線對標簽進行通訊。因此本文就對近場天線理論進行了簡單分析，并且提供了一種近場天線的設計方案。

近場天線，主要是利用的天線的近場特性。天線的近場區，又稱為感應區，可以簡單認為天線的近場能量儲存在天線的結構電感和結構電容中。當兩副天線彼此處于對方的近場區，并且主要通過磁能(互感)耦合通信時，這兩副天線稱為近場磁性天線。環天線是最常見的一種，工作機理類似于變壓器。

矩形微帶天線的主要原理如圖2至4所示，由圖可以看出，輻射面、介質板和地平面等效為一段長為L的低阻抗微帶傳輸線，在傳輸線的兩端斷開形成開路。根據微帶傳輸線的理論，在兩開路端的電場可以分解為相對于接地板的垂直分量和水平分量。兩個垂直分量電場相反，水平分量電場方向相同。在垂直于接地板方向，兩水平分量電場產生的遠區場同相疊加，形成了最大輻射方向。因此，兩開路端的水平分量電場可以等效為無限大平面上同向激勵的兩個縫隙。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提出一種近場天線，以實現近場天線的超寬頻段、高增益、性能優異、近場場強較強、天線近場范圍內無盲點且能兼容多家遠場標簽的特點。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種近場天線，包括天線基板、底殼、支柱、天線罩、單極子、微帶線和饋線；

所述天線基板的上、下表面為導電金屬輻射面，所述天線基板的下表面通過所述支柱固定在所述底殼的內表面上；