一种PCB天线及RFID读写器制造技术

本实用新型专利技术的一种PCB天线，包括基板、设于基板上的有源振子和反射振子；有源振子包括两个谐振臂，谐振臂分别设于基板的两面上，且沿基板的几何中线对称；反射振子位于基板的一面，并且位于有源振子的一侧。本实用新型专利技术还提供了一种RFID读写器，包括射频模块，还包括上述的PCB天线，所述PCB天线与所述射频模块的输出端相连。有源振子与反射振子的搭配，使电磁波在一个方向得到加强，在另一个方向得到削弱，从而使天线具有较好的方向性和较高增益。

【技术实现步骤摘要】
一种PCB天线及RFID读写器
本技术涉及无线射频识别
，特别是涉及一种PCB天线及RFID读写器。
技术介绍
RFID(RadioFrequencyIdentification，即射频识别)技术也被称为电子标签技术，是一种非接触的自动识别技术，其基本工作原理是利用射频信号以电场和磁场在空间的传输特性，实现对被识别物体的自动识别。RFID系统一般由三部分组成：RFID电子标签(Tag)、读写器(Reader)和计算机应用系统。RFID系统的基本工作流程如下：电子标签读写器通过天线发送特定工作频率的射频信号，当电子标签进入读写器发射天线的电场和磁场工作覆盖区域时，电子标签的天线通过电磁感应或电磁空间耦合产生电源能量，激活无源标签(对于有源标签而言，不需激活，始终处于工作状态)；标签获得的能量一部分被整流为直流电源提供给标签内的电子电路进行工作，另一部分被标签内保存的数据信息调制后经过标签天线反射回标签读写器；标签读写器通过天线接收到从电子标签反射回来的载波信号，对接收到的信号进行解调和解码，以得到电子标签中保存的标识数据信息，并把该标识数据信息通过通信接口送给计算机应用系统进行处理。现有的PCB天线，虽有一定的方向性，但是PCB天线的水平平面辐射波瓣宽度和垂直平面辐射波瓣宽度还是比较宽，在实际的应用中，PCB天线识读标签的范围较大，容易串读识读区域以外的其它标签，给标签信息的识别和甄别增加了难度。由此可见，上述现有的PCB天线在结构、方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。如何能创设一种方向性好、具有较高增益的新的PCB天线,成为当前业界极需改进的目标。
技术实现思路
本技术要解决的第一个技术问题是提供一种PCB天线，使其方向性好、具有较高增益，从而克服现有的产品识读标签的范围较大，容易串读识读区域以外的其它标签的问题。为解决上述技术问题，本技术的一种PCB天线，包括基板、设于所述基板上的有源振子和反射振子；所述有源振子包括两个谐振臂，所述两个谐振臂分别设于所述基板的两面上，且沿所述基板的几何中线对称；所述反射振子位于所述基板的一面，并且位于所述有源振子的一侧。作为本技术的一种改进，所述每个谐振臂的形状均为Γ形或Γ形水平翻转后的形状。进一步改进，所述每个谐振臂包括长竖直边、短竖直边、连接于所述长竖直边和短竖直边的同一侧端部之间的横边；所述长竖直边靠近所述基板的几何中线。进一步改进，所述长竖直边和所述横边相连的拐角的外侧设有一个┓形缺口。进一步改进，所述基板上靠近所述短竖直边的端部的位置设有刻度线。进一步改进，所述反射振子包括两个臂，所述反射振子的两个臂沿所述几何中线对称设置且之间通过导线连接为一体。进一步改进，所述反射振子的每个臂的形状均为︺形。进一步改进，还包括射频线缆，所述射频线缆与有源振子的两个谐振臂连接，且所述有源振子与所述射频线缆相连的端部并联有电容器。进一步改进，所述基板为矩形双面PCB板，所述有源振子和反射振子为刻蚀在PCB上的铜箔；所述有源振子靠近矩形PCB板的上边沿处设置，所述反射振子靠近矩形PCB板的下边沿处设置；所述射频线缆及电容器靠近矩形PCB板的下边沿的中间处设置。本技术要解决的第二个技术问题是提供一种PCB天线的方向性好、具有较高增益RFID读写器。为解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案：一种RFID读写器，包括射频模块，还包括上述的PCB天线，所述PCB天线与所述射频模块的输出端相连。采用这样的设计后，本技术至少具有以下优点：1、方向性好，具有较高的增益。2、增强方向性，减少所需基板的面积，暨降低天线的结构尺寸。3、削弱有源振子的两臂之间的耦合作用，避免耦合作用影响天线的发射和接收效果。4、在有源振子与射频线缆相连的端部并联电容器，能够调节天线的阻抗，使之与射频线缆阻抗相匹配，减少功率损耗。5、便于调整有源振子端部长度，进而调整天线的谐振频率和工作带宽，使之与射频模块的输出频率相匹配。综上所述，本技术的PCB天线及RFID读写器，通过有源振子发射和接受射频信号，将反射振子放置在有源振子的一侧，通过反射振子削弱该侧辐射来的电磁波，同时反射从本天线的有源振子发射出去的电磁波。有源振子与反射振子的搭配，使电磁波在一个方向得到加强，在另一个方向得到削弱，从而使PCB天线具有较好的方向性和较高增益。附图说明上述仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本技术作进一步的详细说明。图1是本技术的PCB天线的俯视图；图2是本技术的PCB天线的仰视图；图3是本技术的PCB天线的透视图。具体实施方式如图1、图2、图3所示的一种PCB天线，包括基板1、设于所述基板1上的有源振子2和反射振子3。较优实施例为：所述基板1可为90mm×60mm×0.8mm的矩形的双面PCB板，所述有源振子2和反射振子3为刻蚀在PCB板上的铜箔。采用在PCB板上蚀刻天线铜箔的形式成本低廉，易于制造。所述有源振子2包括两个谐振臂21、22，所述两个谐振臂21、22分别设于所述基板1的两面上，且沿所述基板1的几何中线对称。所述反射振子3位于所述基板1的一面，并且位于所述有源振子2的一侧。较优实施例为：所述有源振子2靠近所述基板1的上边沿处设置，所述反射振子3靠近基板1的下边沿处设置。该布置方式可有效减小所需基板1的面积。通过有源振子2发射和接受射频信号，将反射振子3放置在有源振子2的一侧，通过反射振子3削弱该侧辐射来的电磁波，同时反射从本PCB天线的有源振子2发射出去的电磁波。有源振子2与反射振子3的搭配，使电磁波在一个方向得到加强，在另一个方向得到削弱，PCB天线的水平平面辐射波瓣宽度和垂直平面辐射波瓣宽度大为减少，可使输出的电磁能量大大集中于天线正前方的标签识读区域。电磁能量的聚集，不仅增强了天线的方向性，而且也提高了天线的增益。所述每个谐振臂21、22的形状均为Γ形或Γ形水平翻转后的形状。较优实施例为：所述每个谐振臂21、22包括长竖直边、短竖直边、连接于所述长竖直边和短竖直边的同一侧端部之间的横边；所述长竖直边靠近所述基板1的几何中线。这样的结构布局，使天线的电磁波辐射方向指向了天线正前方。同时Γ形的有源振子2有利于在保证长度的同时缩小有源振子2需要占用的基板1的面积，有利于降低天线的结构尺寸，使天线更适于应用在手持RFID读写器上。所述长竖直边和所述横边相连的拐角的外侧设有一个┓形缺口。由于有源振子2的两个谐振臂21、22在纵向中心线附近距离较近，所述竖直边和所述横边相连的拐角处耦合作用最强，通过设置┓形缺口可增加位于基板1的两面的两个臂21、22在拐角处的表面距离，能够削减耦合作用强度，减少功率损耗，避免耦合作用影响天线的发射和接受效果。所述反射振子3包括两个臂，所述反射振子3的两个臂沿所述几何中线对称设置且之间通过导线5连接位一体。较优实施例为：所述反射振子3的每个臂的形状均为︺形。具有︺形的壁能够在保证反射振子3的电长度的同时能够减少反射振子3占用的基板1的面积，有利于缩小天线的结构尺寸，使天线更适于应用在手持RFID读写器上。该天线还包括射频线缆，所述射频线缆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种PCB天线，其特征在于：包括基板、设于所述基板上的有源振子和反射振子；所述有源振子包括两个谐振臂，所述两个谐振臂分别设于所述基板的两面上，且沿所述基板的几何中线对称；所述反射振子位于所述基板的一面，并且位于所述有源振子的一侧。

【技术特征摘要】
1.一种PCB天线，其特征在于：包括基板、设于所述基板上的有源振子和反射振子；所述有源振子包括两个谐振臂，所述两个谐振臂分别设于所述基板的两面上，且沿所述基板的几何中线对称；所述反射振子位于所述基板的一面，并且位于所述有源振子的一侧。2.根据权利要求1所述的PCB天线，其特征在于:所述每个谐振臂的形状均为Γ形或Γ形水平翻转后的形状。3.根据权利要求2所述的PCB天线，其特征在于:所述每个谐振臂包括长竖直边、短竖直边、连接于所述长竖直边和短竖直边的同一侧端部之间的横边；所述长竖直边靠近所述基板的几何中线。4.根据权利要求3所述的PCB天线，其特征在于:所述长竖直边和所述横边相连的拐角的外侧设有一个┓形缺口。5.根据权利要求3所述的PCB天线，其特征在于:所述基板上靠近所述短竖直边的端部的位置设有刻度线。6.根据权利要求1-5任一项所述的PCB天线...

【专利技术属性】
技术研发人员：张革军，张国瑞，张永生，
申请(专利权)人：北京烽火联拓科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11