[發明專利]一種阻抗易匹配的圓極化UHF RFID讀寫器天線

在審

• 申請號: 201810311480.1
• 申請日: 2018-04-09
• 公開（公告）號: CN108511901A
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發明（設計）人: 羅志勇;趙洪圖;沈勛;任儀;馬國喜;張雪;楊美美;韓弘祖
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種阻抗易匹配的圓極化UHF RFID讀寫器天線，其特征在于：從下至上包括：互相平行的接地板、空氣介質層、FR?4介質基板、輻射貼片；所述輻射貼片為對角進行了正方形切角處理的正方形；所述輻射貼片包含了環形縫隙阻抗匹配單元；所述環形縫隙阻抗匹配單元距離輻射貼片左、右兩側的距離相等；所述環形縫隙阻抗匹配單元的內圓圓心為同軸饋電探針饋電點；所述同軸饋電探針通過接地板垂直饋電于輻射貼片。本發明提出的一種阻抗易匹配的圓極化UHF RFID讀寫器天線，能實現902～928MHz頻段的圓極化覆蓋，對應的?20dB回波損耗帶寬達到了108MHz(870?978MHz)。本發明具有結構簡單、易優化，圓極化和阻抗匹配實現相互獨立的優點。

技術領域

本發明涉及RFID天線技術領域，尤其涉及一種阻抗易匹配的圓極化UHF RFID讀寫器天線。

背景技術

超高頻射頻識別技術(Radio Frequency Identification Of UltrahighFrequency，UHF RFID)憑借通訊距離遠、通訊速率快、防碰撞能力強、成本低的優點，被大量應用在供應鏈管理、集裝箱管理、航空及鐵路包裹管理等領域。讀寫器天線作為UHF RFID系統的重要部件，在關鍵頻段實現阻抗易匹配和圓極化特性，能簡化天線優化設計的復雜度，提高系統識別線極化、低增益的無源標簽的距離和靈活度，增加UHF RFID系統覆蓋的國家和地區，和滿足UHF RFID系統低成本要求。

圓極化天線即實現兩幅度相等的正交線極化波，等同于兩線極化波的輻射阻抗共軛匹配。然而天線的輸入電阻包括了輻射阻抗和損耗阻抗，損耗阻抗的存在會增加天線的反射功率，降低天線效率。采用改變輻射阻抗的方式去抵消損耗阻抗，實現天線的阻抗匹配會直接影響天線的圓極化特性。

對于圓極化微帶天線，其饋電方式分為同軸饋電和微帶線饋電兩種。對于同軸饋電的圓極化微帶天線，其同軸饋電探針會引入感抗，為保證天線的圓極化特性，該感抗不能通過與天線輻射感抗相互抵消。面對本小段上述問題，現有一部分UHF RFID天線采取不處理方式，直接保留了同軸饋電探針引入的感抗，其存在阻抗匹配帶寬窄的缺陷；一部分UHFRFID天線選擇削減圓極化帶寬的方式，去抵消同軸饋電探針引入的一部分感抗，存在圓極化帶寬窄的缺陷；還有一部分UHF RFID天線為實現阻抗的良好匹配，選擇加入額外的阻抗匹配層，帶來的是天線結構復雜度的增加。

綜上所述，在不增加天線結構復雜度的條件下，設計一款能覆蓋UHF RFID關鍵頻段的結構簡單、輸入阻抗易匹配的UHF RFID讀寫器天線是十分必要的。

發明內容

為解決上述問題，本發明提出了一種阻抗易匹配的圓極化UHF RFID讀寫器天線，該天線具有結構簡單、圓極化、輸入阻抗易匹配、圓極化頻段易調節、圓極化與阻抗匹配實現相互獨立的優點。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

1一種阻抗易匹配的圓極化UHF RFID讀寫器天線，包括了互相平行的接地板、空氣介質層、FR-4介質基板、輻射貼片，和通過接地板垂直饋電與輻射貼片的同軸饋電探針。

2作為一種優選方案，所述空氣介質層位于接地板和FR-4介質基板之間，起到了拓展天線圓極化和阻抗匹配帶寬的作用。

3作為一種優選方案，所述FR-4介質基板位于空氣介質層和輻射貼片之間，起到了便于輻射貼片敷設的目的。

4作為一種優選方案，所述輻射貼片為正方形，并在輻射貼片兩對角上做正方形切角處理，實現目標頻段的圓極化覆蓋。

5作為一種優選方案，所述輻射貼片包含了環形縫隙阻抗匹配單元，環形縫隙阻抗匹配單元到輻射貼片左、右兩側的距離相等。環形縫隙阻抗匹配單元到輻射貼片上側的距離，用于優化天線輸入阻抗的實部；環形縫隙阻抗匹配單元的內圓半徑和環形縫隙寬度，用于優化天線輸入阻抗的虛部。