一種面向超市和倉儲rfid系統(tǒng)的空分天線的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種面向超市和倉儲高頻RFID的空分天線，通過采用空分覆蓋的思想，在閱讀器提供有限功率的情況下，采用多個覆蓋較小區(qū)域的多匝線圈的串/并組合來實現(xiàn)一個覆蓋較大區(qū)域的閱讀器天線。結(jié)果表明，在13.56MHz頻段回波損耗小于-10dB，滿足對30厘米×90厘米大小的典型貨架上商品標(biāo)簽的識讀需要。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、體積相對較小、重量輕、剖面低、成本低、易于集成批量加工等特點，可廣泛應(yīng)用于超市和倉儲的高頻系統(tǒng)中。
【專利說明】一種面向超市和倉儲研10系統(tǒng)的空分天線

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于移動通信系統(tǒng)和無線通信領(lǐng)域，具體涉及一種面向超市和倉儲即10系統(tǒng)的空分天線。

【背景技術(shù)】
[0002]無線射頻識別技術(shù)￠￡1(110 ？1~6^1161107 I(16111:1打⑶!: 1011，1^10)，是近年來新興的一種非接觸式的自動識別技術(shù)，其基本原理是利用射頻信號和空間耦合(電感或者電磁耦合)傳輸特性，實現(xiàn)對被識別物體的自動識別。在超市和倉儲系統(tǒng)中，即10技術(shù)能發(fā)揮重要的作用?，F(xiàn)在尤其是大的面向倉儲型的超市，在供貨以及貨源的補充上都要求有準(zhǔn)確貨物信息。
[0003]由于超市或者是倉儲式的貨架上商品的擺放很密集，如果是采用低頻、超高頻或者是微波頻段系統(tǒng)的閱讀器天線，都因其頻段特性給實際應(yīng)用帶來諸多問題。因此考慮貨架的層數(shù)較多，標(biāo)簽也較為密集的環(huán)境特點，采用空分覆蓋的思想來設(shè)計一種工作于13.561取頻率下的高頻閱讀器天線，即在閱讀器提供有限功率的情況下，采用多個覆蓋較小區(qū)域的多匝線圈的串/并組合來實現(xiàn)一個覆蓋較大區(qū)域的閱讀器天線。并采取多個閱讀器天線，利用其有限的覆蓋范圍，根據(jù)天線所在位置信息定位。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種面向超市和倉儲即10系統(tǒng)的空分天線，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)簡單、體積相對較小、重量輕、剖面低、成本低、易于集成批量加工。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:
[0006]—種面向超市和倉儲處10系統(tǒng)的空分天線，包括介質(zhì)基板8，位于介質(zhì)基板8—面上的主福射單元1-6，介質(zhì)基板8另一面上的饋源端。
[0007]進一步，一種面向超市和倉儲即10系統(tǒng)的空分天線，所述主輻射單元1-6各為兩匝梯形線圈，其中主輻射單元1和2、3和4、5和6各自串聯(lián)成三個大線圈。
[0008]進一步，一種面向超市和倉儲即10系統(tǒng)的空分天線，串聯(lián)后的三組大線圈再并聯(lián)與饋線7相連，饋線7直接引入饋源端并與外部的阻抗匹配電路相連。
[0009]進一步，一種面向超市和倉儲即10系統(tǒng)的空分天線，介質(zhì)基板8采用服4材料，在主輻射單元1-6采用先串聯(lián)后并聯(lián)的空分思想下，對主輻射單元結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計。
[0010]通過優(yōu)化主輻射單元的形狀規(guī)格參數(shù)及串并設(shè)計方案，最大限度的降低了天線對于多標(biāo)簽閱讀的漏讀率。
[0011]本發(fā)明主要是采用空分覆蓋的思想來設(shè)計天線，即在閱讀器提供有限功率的情況下，采用多個覆蓋較小區(qū)域的多匝線圈的串/并組合來實現(xiàn)一個覆蓋較大區(qū)域的閱讀器天線。采用這種方案設(shè)計出來的閱讀器天線不僅可以使閱讀器具有閱讀較大平面區(qū)域標(biāo)簽的能力，而且可使閱讀器具有閱讀立體空間標(biāo)簽的能力，同時能實現(xiàn)小電流，低功耗的效果。
[0012]由于冊頻段天線的覆蓋范圍較小，因此需采用多天線以達到全區(qū)覆蓋。貨架的層數(shù)較多，標(biāo)簽也較為密集，考慮多層密布環(huán)境的特點，可以采用空分定位的方法。即采取多個冊閱讀器天線，利用其有限的覆蓋范圍，根據(jù)天線所在位置信息定位。
[0013]同時，本發(fā)明介質(zhì)基板采用？⑶板常用的材料，降低了制作成本，而且本發(fā)明具有高增益、損耗低、結(jié)構(gòu)簡單等特點，簡易的匹配電路設(shè)計便于與其他電路集成，應(yīng)用范圍廣泛。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1本設(shè)計天線結(jié)構(gòu)的正面示意圖。
[0015]圖2同向電流與產(chǎn)生磁場的關(guān)系。
[0016]圖3反向電流與產(chǎn)生磁場的關(guān)系
[0017]圖4本設(shè)計天線匹配電路示意圖。
[0018]圖5本設(shè)計天線的311參數(shù)圖。
[0019]圖中:1主輻射單元、2主輻射單元、3主輻射單元、4主輻射單元、5主輻射單元、6主福射單元、7饋線、8介質(zhì)基板。

【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行進一步的說明。
[0021]圖1為本設(shè)計的正面示意圖。本實施例以13.56冊12空分天線為例進行說明。本實施例為一種面向超市和倉儲即10系統(tǒng)的空分天線，包括介質(zhì)基板8，位于介質(zhì)基板8—面上的主輻射單元1-6，介質(zhì)基板8另一面上的饋源端。所述主輻射單元1-6各為兩匝梯形線圈，其中主輻射單元1和2、3和4、5和6各自串聯(lián)成三個大線圈，串聯(lián)后的三組大線圈再并聯(lián)與饋線7相連，饋線7直接引入饋源端并與外部的阻抗匹配電路相連。
[0022]本實施例天線在設(shè)計時應(yīng)注意線圈中電流流向問題，在將多個獨立的線圈組合起來時，可能存在一個磁場相互干擾的問題，如圖2和圖3所示。從圖中可以看出，如果是電流同向，則兩條導(dǎo)線就要盡量靠近；如果是電流反向，則兩條導(dǎo)線之間要留出一定的距離，這樣才可以保證電流產(chǎn)生的磁場不會被抵消。
[0023]本實施例天線的匹配電路采用電容匹配進行設(shè)計。一個電感耦合的即10系統(tǒng)天線的性能與天線的品質(zhì)因數(shù)0值有很大關(guān)系。一般來說，較高0值在天線線圈中產(chǎn)生高電流，提高傳輸功率；但0值過高就會使帶寬變窄，這與讀寫器所要求的帶寬矛盾。而品質(zhì)因數(shù)0與電感以及并聯(lián)等效電阻處有關(guān)。并聯(lián)等效電阻處和0之間的關(guān)系如下所示:
[0024]2 II 乩0
[0025]在實際設(shè)計中很難準(zhǔn)確地確定天線的等效電阻，所以一般是根據(jù)具體情況先確定一個0值，然后求出等效電阻。因為天線輸入端使用的是50歐姆傳輸線，要達到天線的阻抗匹配，就需要天線的等效電阻與其相互匹配。所以可以通過在天線兩端并聯(lián)電阻的方式，使其電阻相互匹配，同時也起到了調(diào)節(jié)0值的作用。另外，要使回路達到完全的諧振，還需要并聯(lián)可調(diào)電容，對電路實現(xiàn)微調(diào)，這樣得到的匹配電路結(jié)構(gòu)如圖4所示。
[0026]通過優(yōu)化主輻射單元的形狀及串并設(shè)計，當(dāng)兩個主輻射單元采用雙匝、串聯(lián)構(gòu)成的輻射線圈時，可以解決簡單矩形線圈的磁場分布不均問題。此時得到天線在13.561取的回波損耗311在-10(18以下，如圖5所示，滿足即10系統(tǒng)要求。
【權(quán)利要求】
1.一種面向超市和倉儲RFID系統(tǒng)的空分天線，包括介質(zhì)基板(8)，位于介質(zhì)基板(8)一面上的主輻射單元組(1-6)，介質(zhì)基板(8)另一面上的饋源端。
2.如權(quán)利要求1所述的面向超市和倉儲RFID系統(tǒng)的空分天線，其特征在于:所述主輻射單元組(1-6 )各為兩匝梯形線圈，其中主輻射單元(I)和(2 )串聯(lián)、主輻射單元(3 )和(4 )串聯(lián)、主輻射單元(5)和(6)串聯(lián)各自成三個大線圈。
3.如權(quán)利要求2所述的面向超市和倉儲RFID系統(tǒng)的空分天線，其特征在于:串聯(lián)后的三組大線圈再并聯(lián)后與饋線(7)相連，饋線(7)直接引入饋源端后與阻抗匹配電路及后級電路構(gòu)成回路。
4.如權(quán)利要求2所述的面向超市和倉儲RFID系統(tǒng)的空分天線，其特征在于:介質(zhì)基板(8)采用FR4材料，在主輻射單元(1-6)采用先串后并的空分思想下，對主輻射單元結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計。
【文檔編號】H01Q23/00GK104485509SQ201410797344
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月19日
【發(fā)明者】周祥, 夏景, 鄭召文, 鮑煦 申請人:周祥