[發明專利]一種分行樹天線及其設計方法

有效

• 申請號: 202210838228.2
• 申請日: 2022-07-18
• 公開（公告）號: CN114914684B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發明（設計）人: 謝重勇;蘇立新;方向東
• 申請（專利權）人: 長沙盈芯半導體科技有限公司
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/50;H01Q15/24
• 代理公司: 長沙德權知識產權代理事務所(普通合伙) 43229
• 代理人: 徐仰貴

本發明涉及一種分行樹天線及其設計方法，關鍵在于其輻射貼片，一方面基于分形幾何思想，提出樹根貼片和樹分支貼片，在平面上構造分形樹結構，能夠增加天線總周長，極大地減小天線尺寸，降低制作成本；另一方面，提出一種改變各貼片的位移距離的新思路，使得每級樹分支貼片向外位移一段距離，不僅可以通過多個諧振點形成寬頻諧振，而且可以通過同樣或不同樣大小的枝節做移位，調整該位移距離，產生符合要求的諧振，調節天線的性能指標，尤其是樹根貼片的相反方向布置和尺寸相等設計，相較于改變貼片尺寸的方式，能使得各樹分支在迭代關系中始終保持對角相反的關系來實現天線圓極化輻射。整體能提供一種體積小、增益高的分行樹天線。

技術領域

本發明涉及電磁場與微波技術領域，特別是一種分行樹結構的天線。

背景技術

隨著RFID技術的成熟，RFID的運用范圍越來越廣，RFID標簽技術應用于倉儲管理，物流，機場行李分揀等等方面，RFID系統中至關重要的部分就是天線設計，RFID閱讀器天線最常用的就是帶airy基板的微帶天線，其制作成本低且具備較高的天線增益，但是此類天線低介電常數導致尺寸過大，不符合目前手持RFID閱讀器的需求，為了適應人們對小巧便于攜帶的RFID閱讀器需求，RFID閱讀器的小型化問題迫在眉睫，最常用的幾種小型化方式就是曲流技術，使用高介電常數基板。但是此類方式的尺寸減小有限。

因此，如何在不降低天線性能基礎上，減小其尺寸是天線領域亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明為解決上述技術問題，提出一種分行樹天線，包括：介質基板、輻射貼片和接地面；所述輻射貼片，包括：

微帶饋電貼片、疊放在微帶饋電貼片上的第一樹根貼片、疊放在第一樹根貼片上的第二樹根貼片；和N級第一樹分支貼片、M級第二樹分支貼片；

N級第一樹分支貼片，依次疊放在第一樹根貼片上，且每級第一樹分支貼片向外位移一段距離；

M級第二樹分支貼片，依次疊放在第二樹根貼片上，且每級第二樹分支貼片向外位移一段距離；

其中，N、M為正整數。

進一步地，第一樹根貼片與第二樹根貼片以微帶饋電貼片為起點，分別朝向相反的方向。

進一步地，第一樹分支貼片的級數N與第二樹分支貼片的級數M相等；N級第一樹分支貼片的朝向與第一樹根貼片的朝向相同；M級第二樹分支貼片的朝向與第二樹根貼片的朝向相同。

進一步地，第一樹根貼片與第二樹根貼片的尺寸相等；或/和，每級第一樹分支貼片和每級第二樹分支貼片的尺寸相等。

另一方面，本發明還提供一種分行樹天線的設計方法，用于設計上述任意的分行樹天線，包括：

S1：根據天線的性能指標，確定最大電長度和最小電長度；

S2：根據最小電長度，確定微帶饋電貼片的饋電結構和第一樹根貼片、第二樹根貼片的尺寸；

S3：根據最大電長度，確定最高級第一樹分支貼片、最高級第二樹分支貼片的位移距離和尺寸；

S4：根據最小電長度和最大電長度，確定第一樹分支貼片的級數N和第二樹分支貼片的級數M的數值，以確定每級第一樹分支貼片和第二樹分支貼片的位移距離和尺寸。

進一步地，步驟S2，包括：

S21：確定微帶饋電貼片的饋電結構；

S22：將最小電長度視為第一樹根貼片、第二樹根貼片的預期電長度值；

S23：根據饋電結構和第一樹根貼片、第二樹根貼片的預期電長度值，確定第一樹根貼片、第二樹根貼片的尺寸。

進一步地，步驟S3，包括：