一種用于uhf頻段的近場(chǎng)rfid閱讀器天線的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公布了一種用于UHF頻段的近場(chǎng)RFID閱讀器天線，包括介質(zhì)層，所述介質(zhì)層的上方設(shè)置有相互平行的第一金屬導(dǎo)帶層和第二金屬導(dǎo)帶層，所述第一金屬導(dǎo)帶層和所述第二金屬導(dǎo)帶層之間形成有寬度可調(diào)的槽線。本發(fā)明的閱讀器天線設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，穩(wěn)定性高，讀取距離大，可運(yùn)用于不同的場(chǎng)合。
【專利說(shuō)明】—種用于UHF頻段的近場(chǎng)RFID閱讀器天線
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于UHF頻段的近場(chǎng)RFID閱讀器天線。
【背景技術(shù)】
[0002]RFID (Radio Frequency Identif ication射頻識(shí)別)系統(tǒng)是一種通信技術(shù)，可通過(guò)無(wú)線電訊號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫(xiě)相關(guān)數(shù)據(jù)，而無(wú)需識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸。常用的有低頻(125k?134.2K)、高頻(13.56MHz)、超高頻(840MHz-960MHz)和微波等技術(shù)。
[0003]RFID技術(shù)的基本工作原理并不復(fù)雜，當(dāng)標(biāo)簽進(jìn)入磁場(chǎng)后，接收解讀器發(fā)出的射頻信號(hào)，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲(chǔ)在芯片中的產(chǎn)品信息(Passive Tag，無(wú)源標(biāo)簽或被動(dòng)標(biāo)簽)，或者由標(biāo)簽主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(hào)(Active Tag,有源標(biāo)簽或主動(dòng)標(biāo)簽)，解讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。
[0004]一套完整的RFID系統(tǒng)，是由閱讀器(Reader)與電子標(biāo)簽(Tag)也就是所謂的應(yīng)答器(Transponder)及應(yīng)用軟件系統(tǒng)三個(gè)部份組成,其工作原理是:Reader發(fā)射特定頻率的無(wú)線電波能量給Transponder,用以驅(qū)動(dòng)Transponder電路將內(nèi)部的數(shù)據(jù)送出，此時(shí)Reader便依序接收解讀數(shù)據(jù)，送給應(yīng)用程序做相應(yīng)的處理。
[0005]圖1所示，為現(xiàn)有技術(shù)中常用的環(huán)形結(jié)構(gòu)的天線。此種天線利用環(huán)形，在UHF這個(gè)頻段縮小了天線的電尺寸，其整體尺寸為180mm*180mm*1.5mm。其一般采用分離式的設(shè)計(jì)，利用電感耦合與相位滯后的方式，保證了電流的單一流向并形成均勻的場(chǎng)強(qiáng)，克服了傳統(tǒng)意義上的環(huán)天線的近場(chǎng)不均勻性，確保標(biāo)簽讀取的穩(wěn)定性。在與型號(hào)為Impinj Speedway的閱讀器聯(lián)調(diào)測(cè)試過(guò)程中，能夠達(dá)到最大14cm的標(biāo)簽測(cè)試距離。
[0006]但是，該結(jié)構(gòu)的天線尺寸不能隨著適用場(chǎng)合的不同而更改。由于該天線在設(shè)計(jì)過(guò)程中基本確定了整體尺寸，而在很多的應(yīng)用場(chǎng)合，我們需要不同尺寸的天線，最好能夠根據(jù)具體環(huán)境進(jìn)行調(diào)整。此款天線雖然整體尺寸較小，但是不能夠達(dá)到這個(gè)要求，因此使用的環(huán)境受到限制。另一方面，其設(shè)計(jì)過(guò)程繁瑣。由于此種天線設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮許多結(jié)構(gòu)參數(shù)的調(diào)節(jié)，才能達(dá)到整體阻抗匹配的效果。需要先對(duì)該天線的各種結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行理論分析計(jì)算，再使用仿真軟件聯(lián)調(diào)，這個(gè)過(guò)程需要耗費(fèi)大量的時(shí)間。
[0007]除了上述結(jié)構(gòu)的天線外，現(xiàn)有技術(shù)中的另一種閱讀器天線是由共面波導(dǎo)、共面帶狀線和多重分離傳輸線組成，這種天線的前部利用巴倫結(jié)構(gòu)達(dá)到共面波導(dǎo)與共面帶狀線的阻抗匹配，后端傳輸線的負(fù)載阻抗經(jīng)過(guò)阻抗匹配過(guò)程等同于共面帶狀線的特性阻抗。電磁波在介質(zhì)板平面上傳播并輻射，形成均勻的場(chǎng)強(qiáng)，從而讀取標(biāo)簽。天線的長(zhǎng)度可以調(diào)節(jié)來(lái)滿足不同場(chǎng)合的需要，介質(zhì)板與底板之間的空氣層能夠用來(lái)擴(kuò)大帶寬、增大場(chǎng)強(qiáng)并減小損耗。但是這種天線的缺點(diǎn)是:其讀取距離小，在相同的測(cè)試環(huán)境下，其最大的讀取距離僅為5cm，很多時(shí)候不能夠滿足實(shí)際適用場(chǎng)合的要求。另外，這種形式的天線，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。為了達(dá)到阻抗匹配，該種天線在設(shè)計(jì)過(guò)程中同樣需要考慮許多結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響，需要先對(duì)這些結(jié)構(gòu)參數(shù)先進(jìn)行理論分析計(jì)算，再使用仿真軟件聯(lián)調(diào)，這個(gè)過(guò)程同樣需要耗費(fèi)大量的時(shí)間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷提供一種用于UHF頻段的近場(chǎng)RFID閱讀器天線。
[0009]本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案:一種用于UHF頻段的近場(chǎng)RFID閱讀器天線，包括介質(zhì)層，所述介質(zhì)層的上方設(shè)置有相互平行的第一金屬導(dǎo)帶層和第二金屬導(dǎo)帶層，所述第一金屬導(dǎo)帶層和所述第二金屬導(dǎo)帶層之間形成有寬度可調(diào)的槽線。
[0010]進(jìn)一步的，所述第一金屬導(dǎo)帶層和第二金屬導(dǎo)帶層的兩側(cè)端面與所述介質(zhì)層的兩側(cè)端面相互平齊。
[0011]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明采用平行雙線的電磁泄漏原理設(shè)計(jì)的近場(chǎng)閱讀器天線，該天線整體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，穩(wěn)定性高，讀取距離大，可運(yùn)用于不同的場(chǎng)合。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的環(huán)形天線的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為本發(fā)明天線的主視圖的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖3為圖2中天線的A-A向結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖4為本發(fā)明天線與閱讀器的連接結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]圖2、圖3所示，為一種用于UHF頻段的近場(chǎng)RFID閱讀器天線，包括介質(zhì)層1，所述介質(zhì)層I的上方設(shè)置有相互平行的第一金屬導(dǎo)帶層2和第二金屬導(dǎo)帶層4，所述第一金屬導(dǎo)帶層2和所述第二金屬導(dǎo)帶層4之間形成有寬度可調(diào)的槽線3。其中，所述第一金屬導(dǎo)帶層2和第二金屬導(dǎo)帶層4的兩側(cè)端面與所述介質(zhì)層I的兩側(cè)端面相互平齊。使用時(shí)，只要改變槽線3的寬度就可以改變槽線3的特征阻抗。這種結(jié)構(gòu)的傳輸線可用于高阻抗線、串連短線和短路等電路中，也可用于微波集成電路和微帶電路的組合中。
[0017]通過(guò)對(duì)槽線3寬度的調(diào)節(jié)，使中心饋源達(dá)到與槽線3末端的阻抗匹配，形成均勻的場(chǎng)強(qiáng)，并讀取一定范圍的標(biāo)簽。
[0018]另外，本發(fā)明的天線結(jié)構(gòu)尺寸可設(shè)計(jì)為500mm*120mm*1.5mm,利用微帶傳輸線的性質(zhì)，使得其剖面非常低，能夠與一些設(shè)備聯(lián)合安裝使用。另外，本發(fā)明的天線的長(zhǎng)度也可以調(diào)節(jié)，能夠任意裁剪，其長(zhǎng)度不受500_的限制，可運(yùn)用于不同的應(yīng)用場(chǎng)合。
[0019]本發(fā)明的天線運(yùn)用雙線傳輸線的原理，利用其輻射場(chǎng)進(jìn)行UHF RFID近場(chǎng)天線的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中根據(jù)適用場(chǎng)合的不同，需要調(diào)節(jié)的參數(shù)很少，只需要調(diào)節(jié)兩個(gè)金屬導(dǎo)帶層的長(zhǎng)度和相對(duì)間距(即槽線3的寬度)以及天線末端需要匹配的電阻值即可，因此設(shè)計(jì)起來(lái)非常簡(jiǎn)便。
[0020]傳輸線理論是理解電磁輻射的基本理論之一，多被應(yīng)用于饋電網(wǎng)絡(luò)方面。本發(fā)明將這個(gè)理論直接應(yīng)用于天線的輻射，由于其輻射場(chǎng)較弱，所以可以直接運(yùn)用于UHF RFID近場(chǎng)天線的設(shè)計(jì)。即利用傳輸線電磁泄露的方法來(lái)進(jìn)行阻抗匹配，調(diào)節(jié)閱讀距離，從而達(dá)到設(shè)計(jì)要求。[0021]圖4所示，為本發(fā)明天線與閱讀器的連接結(jié)構(gòu)示意圖，包括閱讀器6、連接導(dǎo)線5和本發(fā)明的天線。閱讀器6通過(guò)連接導(dǎo)線4連接到本發(fā)明天線的槽線3中部位置。在此種測(cè)試環(huán)境下，電子標(biāo)簽與閱讀器6的聯(lián)調(diào)能夠達(dá)到IOcm的閱讀距離，并且從始端到末端性能穩(wěn)定，均能達(dá)到10cm。
[0022]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于UHF頻段的近場(chǎng)RFID閱讀器天線，其特征在于，包括介質(zhì)層，所述介質(zhì)層的上方設(shè)置有相互平行的第一金屬導(dǎo)帶層和第二金屬導(dǎo)帶層，所述第一金屬導(dǎo)帶層和所述第二金屬導(dǎo)帶層之間形成有寬度可調(diào)的槽線。
2.如權(quán)利要求1所述的一種用于UHF頻段的近場(chǎng)RFID閱讀器天線， 其特征在于，所述第一金屬導(dǎo)帶層和第二金屬導(dǎo)帶層的兩側(cè)端面與所述介質(zhì)層的兩側(cè)端面相互平齊。
【文檔編號(hào)】H01Q1/38GK103606735SQ201310653865
【公開(kāi)日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月9日
【發(fā)明者】何小祥, 呂恬然, 劉棋 申請(qǐng)人:南京逐月電子科技有限公司