本發(fā)明涉及天線，尤其是一種可拓展模塊式天線。

背景技術：

1、天線作為無線系統(tǒng)中不可或缺的一部分，主要負責無線通信系統(tǒng)中收發(fā)電磁波信號。

2、單一的天線由于其波瓣寬度的限制并不適用于全部使用環(huán)境，設計好的陣列天線其整體尺寸較大，靈活性較低，這是由于傳統(tǒng)天線級聯一般通過pcb板、功分器等結構進行連接，導致天線不能隨意移動，難以根據需求進行自適應設計。

3、因此，設計一款價格低廉，靈活性較高，高增益，可以適用于大部分場景，且具有較寬的輻射范圍的天線是當前的技術發(fā)展方向。

4、另外，傳統(tǒng)閱讀器天線無身份標簽，對于其工作狀況無法進行判定，同時其接線端口需要通過與閱讀器端口一一對應，操作接線復雜，針對上述缺陷，提出了本申請。

技術實現思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種可拓展模塊式天線，解決了傳統(tǒng)天線級聯靈活性差的問題。

2、為解決上述問題，本發(fā)明提供一種可拓展模塊式天線，包括基板、饋電網絡和輻射單元，所述饋電網絡和輻射單元均設置在基板上，所述饋電網絡與輻射單元之間電連接，所述饋電網絡包括本級天線饋電網絡和級聯饋電網絡，所述本級天線饋電網絡為本級天線輻射單元的饋電網絡，所述級聯饋電網絡為用于級聯的饋電網絡，若干天線進行組陣時，通過級聯饋電網絡進行連接。

3、通過該方式組陣，可以避免傳統(tǒng)陣列天線受空間尺寸的局限，安裝更加靈活，可以在任何有需求的位置對天線進行級聯，保證標簽讀取的完整。

4、根據本發(fā)明一實施例，所述基板包括依次設置的pcb基板一、介質夾層和pcb基板二，宜采用輕質的介質夾層，既可以對雙層pcb板提供較好的支撐性，又可以縮減天線的尺寸。

5、根據本發(fā)明一實施例，所述輻射單元包括輻射貼片，所述輻射貼片設置在pcb基板一上。

6、可選地，所述本級天線饋電網絡和級聯饋電網絡設置在pcb基板二上并位于同一表面或不同表面。

7、輻射單元基材采用pcb基板，在保證較低成本的前提下，又保證了天線的小型化。

8、進一步地，輻射單元與饋電網絡之間通過饋電針連接。

9、根據本發(fā)明一實施例，所述輻射單元周圍設置引向結構單元，所述引向結構單元包括引向框與引向單元，所述引向單元設置若干組且設置在引向框的外圍。

10、優(yōu)選地，所述引向框為方形引向框，所述引向單元為矩形引向單元，所述引向單元設置四組或其他數量。

11、在天線輻射單元外圍增加一方形引向框與四條矩形引向單元，起到引向的作用。

12、進一步地，方形引向框與矩形引向單元的寬度范圍為3±0.5?mm，此時天線在增益達到最大值時保持了最佳的輻射范圍。

13、進一步地，矩形引向單元長度范圍為100±5mm，天線性能最優(yōu)。

14、進一步地，矩形引向單元距離方形引向框的距離范圍為2±0.2mm，天線性能最優(yōu)。

15、進一步地，方形引向框與輻射單元的距離范圍為4.5±0.2mm，天線性能最優(yōu)。

16、需要說明的是，上述尺寸范圍在其他實施例中均可改變，可根據天線尺寸進行適應性調節(jié)，不限于上述尺寸范圍。

17、根據本發(fā)明一實施例，可拓展模塊式天線還包括身份自識別模塊，解決傳統(tǒng)天線無身份標簽，操作接線復雜的問題。

18、優(yōu)選地，所述身份自識別模塊包括rfid標簽，所述rfid標簽設置在pcb基板二上并與饋電網絡位于同一層，可通過天線本身的近場輻射讀取到標簽信息，進而實現身份自識別。

19、根據本發(fā)明一實施例，所述pcb基板二設置有金屬地，所述輻射貼片與金屬地之間連接有短路金屬柱，避免靜電影響。

20、根據本發(fā)明一實施例，所述本級天線饋電網絡采用90°相位差的等幅饋電網絡，保證了天線良好的圓極化性能；所述級聯饋電網絡采用等幅功分網絡。

21、本發(fā)明的有益效果是，通過在天線中集成設置級聯饋電網絡，進行天線組陣時僅需通過導線線材進行連接，相較于傳統(tǒng)中使用獨立功分器或者在同一天線基板上組陣連接的方式，可以避免傳統(tǒng)陣列天線受空間尺寸的局限問題，安裝更加靈活，可以在任何有需求的位置對天線進行級聯，保證標簽讀取的完整；

22、通過設置身份自識別模塊進行身份識別，天線與閱讀器端口無需進行對應，無需記錄，可以通過本身的id信息與其應用場景相匹配標定，使用更加快捷方便。

技術特征：

1.一種可拓展模塊式天線，其特征在于：包括基板、饋電網絡和輻射單元，所述饋電網絡和輻射單元均設置在基板上，所述饋電網絡與輻射單元之間電連接，所述饋電網絡包括本級天線饋電網絡（1）和級聯饋電網絡（10），所述本級天線饋電網絡（1）為本級天線輻射單元的饋電網絡，所述級聯饋電網絡（10）為用于級聯的饋電網絡，若干天線進行組陣時，通過級聯饋電網絡（10）進行連接。

2.根據權利要求1所述的可拓展模塊式天線，其特征在于：所述基板包括依次設置的pcb基板一（2）、介質夾層（8）和pcb基板二（9）。

3.根據權利要求2所述的可拓展模塊式天線，其特征在于：所述本級天線饋電網絡（1）和級聯饋電網絡（10）在基板上同層設置。

4.根據權利要求1-3中任意一項所述的可拓展模塊式天線，其特征在于：所述輻射單元周圍設置引向結構單元，所述引向結構單元包括引向框（5）與引向單元（3），所述引向單元（3）設置若干組且設置在引向框（5）的外圍。

5.根據權利要求4所述的可拓展模塊式天線，其特征在于：所述引向框（5）為方形引向框，所述引向單元（3）為矩形引向單元。

6.根據權利要求5所述的可拓展模塊式天線，其特征在于：所述引向單元（3）設置四組，方形引向框與矩形引向單元的寬度范圍為3±0.5?mm，矩形引向單元長度范圍為100±5mm，矩形引向單元距離方形引向框的距離范圍為2±0.2mm，方形引向框與輻射單元的距離范圍為4.5±0.2mm。

7.根據權利要求1-3、5、6中任意一項所述的可拓展模塊式天線，其特征在于：可拓展模塊式天線還包括身份自識別模塊。

8.根據權利要求7所述的可拓展模塊式天線，其特征在于：所述身份自識別模塊包括rfid標簽（12），所述rfid標簽（12）與饋電網絡位于同一層設置。

9.根據權利要求2所述的可拓展模塊式天線，其特征在于：所述輻射單元包括輻射貼片（4），所述輻射貼片（4）設置在pcb基板一（2）上，所述pcb基板二（9）設置有金屬地（11），所述輻射貼片（4）與金屬地（11）之間連接有短路金屬柱（6）。

10.根據權利要求8所述的可拓展模塊式天線，其特征在于：所述本級天線饋電網絡（1）采用90°相位差的等幅饋電網絡，所述級聯饋電網絡（10）采用等幅功分網絡。

技術總結
本發(fā)明提供一種可拓展模塊式天線，涉及天線技術領域，包括基板、饋電網絡和輻射單元，饋電網絡和輻射單元均設置在基板上，饋電網絡與輻射單元之間電連接，饋電網絡包括本級天線饋電網絡和級聯饋電網絡，本級天線饋電網絡為本級天線輻射單元的饋電網絡，級聯饋電網絡為用于級聯的饋電網絡，若干天線進行組陣時，通過級聯饋電網絡進行連接。通過在天線中集成設置級聯饋電網絡，進行天線組陣時僅需通過導線線材進行連接，相較于傳統(tǒng)中使用獨立功分器或者在同一天線基板上組陣連接的方式，可以避免傳統(tǒng)陣列天線受空間尺寸的局限，安裝更加靈活，可以在任何有需求的位置對天線進行級聯，保證標簽讀取的完整。

技術研發(fā)人員：趙明陽,章峙鴻,陳倫義,湯興凡,周小文
受保護的技術使用者：浙江悅和科技有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/6