一种超高频近场RFID天线及超高频近场RFID读写器制造技术

本发明专利技术公开了一种超高频近场RFID天线及超高频近场RFID读写器，包括第一介质层、第二介质层和多个短路柱，第一介质层和第二介质层之间设置地板覆铜层，第一介质层设有两个微带功分器，每个微带功分器包括两个输出臂且两个输出臂之间进行正交馈电，每个输出臂分别与一个短路柱的一端相连接；地板覆铜层上设有用于短路柱通过的过孔；第二介质层设有两个第一辐射贴片以及至少一个与第一辐射贴片耦合的第二辐射贴片，短路柱的另一端与第一辐射贴片相连接。本发明专利技术能够有效地延展天线的口径，进而有效地降低天线的尺寸。

An ultra high frequency near field RFID antenna and UHF near-field RFID reader

The invention discloses an ultra-high frequency near-field RFID antenna and an ultra-high frequency near-field RFID reader, comprising a first dielectric layer, a second dielectric layer and a plurality of short-circuit columns. A floor copper-clad layer is arranged between the first dielectric layer and the second dielectric layer, and the first dielectric layer is provided with two microstrip power dividers, each of which comprises two output arms and two short-circuit columns. Each output arm is connected with one end of a short-circuited column by orthogonal feeding between the two output arms; a through-hole for passing a short-circuited column is arranged on a copper-clad floor layer; two first radiation patches and at least one second radiation patch coupled with the first radiation patch are arranged on the second dielectric layer, and the other end of the short-circuited column is connected with the first radiation patch. A radiation patch is connected. The invention can effectively extend the aperture of the antenna, thereby effectively reducing the size of the antenna.

【技术实现步骤摘要】
一种超高频近场RFID天线及超高频近场RFID读写器
本专利技术涉及射频识别(RadioFrequencyIdentification,简称RFID)
，特别涉及一种超高频近场RFID天线及超高频近场RFID读写器。
技术介绍
射频识别是一种通过无线射频方式进行非接触式的双向数据通信，从而对目标加以识别的技术。射频识别系统一般由读写器(Reader)和电子标签(Tag)组成。RFID系统通过天线来实现发射、接收电磁波，从而实现读写器对电子标签的识别。RFID系统主要工作在低频(LF)、高频(HF)、超高频(UHF)和微波频段。低频和高频RFID系统通过电感耦合的方式完成识别，读取距离近。而超高频和微波RFID系统通过电磁波传递的方式完成识别，读取距离较远。通常近场RFID天线工作在HF频段，此类天线通过近场耦合来激活标签，然而由于其工作频率的限制，此类天线的尺寸相对于更高频段如UHF频段天线来说都比较大，并且天线的读取距离也受限于近场耦合的读取方式不会太远。而常见的远场天线一般工作在UHF频段，天线的尺寸较小，但是此类天线是利用辐射能量来激活标签，适用于远距离读写；在天线的近场辐射区内增益一般都很小，不能够适用于近场读写应用。近年来超高频近场RFID天线得到了很多研究，设计出了各种基于分段耦合环形天线、左手材料加载环形天线、集总电容加载相位补偿的环形天线等等。这些天线共同特点是采用某种方法使得环上的电流保持同相，这样就可以在环形区域内感应出较强的较均匀的磁场，但现在的这些天线体积较大，很难用于低功耗的移动便携手持设备中。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种超高频近场RFID天线及超高频近场RFID读写器，能够解决现有的超高频近场RFID天线体积较大的问题。为了达到本专利技术目的，本专利技术实施例的技术方案是这样实现的：本专利技术实施例提供了一种超高频近场RFID天线，包括第一介质层、第二介质层和多个短路柱，所述第一介质层和第二介质层之间设置地板覆铜层，其中，所述第一介质层上设有两个微带功分器，每个微带功分器均包括两个输出臂且两个输出臂之间进行正交馈电，每个输出臂分别与一个短路柱的一端相连接；所述地板覆铜层上设有用于穿过短路柱的过孔；所述第二介质层上设有两个第一辐射贴片以及至少一个与第一辐射贴片耦合的第二辐射贴片，所述短路柱的另一端与第一辐射贴片相连接。进一步地，所述第一辐射贴片为包含两个枝节的“L”型结构，所述两个枝节长度可调且相互垂直。进一步地，通过调节所述两个枝节表面的铜箔长度，调节所述两个枝节的长度。进一步地，所述微带功分器的两个输出臂为对称的曲线结构。进一步地，所述微带功分器为“E”型或“W”型结构。进一步地，通过调节所述两个输出臂表面的铜箔长度，调节所述两个输出臂的长度差为天线工作波长的1/4。进一步地，所述第二辐射贴片为环形结构。进一步地，通过调节所述第二辐射贴片表面的铜箔宽度以及所述第一辐射贴片和第二辐射贴片之间的间距，调节所述天线的阻抗特性呈现纯阻性。进一步地，所述第一介质层和第二介质层为聚四氟乙烯环氧树脂介质板。本专利技术实施例还提供了一种超高频近场RFID读写器，包括以上任一所述的超高频近场RFID天线。本专利技术的技术方案，具有如下有益效果：本专利技术提供的超高频近场RFID天线及超高频近场RFID读写器，通过微带功分器的两个输出臂进行正交馈电，穿过短路柱后的电磁波到达第二介质层的第一辐射贴片后产生圆极化波，然后耦合到第二辐射贴片上进行辐射，延展了天线的口径，从而有效降低了天线的尺寸；进一步地，第一辐射贴片为两个枝节长度可调且相互垂直的“L”型结构，通过调节两个枝节的长度，到达两个枝节的电磁波又会产生90度相移，在第一辐射贴片上再次激励起圆极化波，进而使得天线的工作带宽更宽，圆极化轴比更好。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术实施例的超高频近场RFID天线的俯视图；图2为本专利技术实施例的超高频近场RFID天线的侧视图；图3为本专利技术实施例的第一介质层的结构示意图；图4为本专利技术实施例的地板敷铜层的结构示意图；图5为本专利技术实施例的第二介质层的结构示意图。其中：L1、L2为第一辐射贴片；1A、1B为微带功分器；2为第二辐射贴片；3A、3B、3C、3D为短路柱；4为馈电端口；5为地板敷铜层；6A为第一介质层；6B为第二介质层。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。本专利技术实施例提供了一种超高频近场RFID天线，包括第一介质层、第二介质层和多个短路柱，所述第一介质层和第二介质层之间设置地板覆铜层，其中，所述第一介质层上设有两个微带功分器，每个微带功分器均包括两个输出臂且两个输出臂之间进行正交馈电，每个输出臂与一个短路柱的一端相连接；所述地板覆铜层上设有用于短路柱通过的过孔；所述第二介质层上设有两个第一辐射贴片以及至少一个与第一辐射贴片耦合的第二辐射贴片，所述短路柱的另一端与第一辐射贴片相连接。进一步地，所述第一辐射贴片为包含两个枝节的“L”型结构，所述两个枝节长度可调且相互垂直。具体地，通过调节所述两个枝节表面的铜箔长度，调节所述两个枝节的长度。当第一辐射贴片的两个枝节等长且相互垂直时，到达两个枝节的电磁波产生90度相移，产生圆极化波。进一步地，所述微带功分器为“E”型或“W”型结构。值得说明的是，本专利技术的微带功分器的结构可以选用包括两个输出臂的任意结构，两个输出臂可以为直线，也可以为对称的曲线结构。进一步地，通过调节所述两个输出臂表面的铜箔长度，调节所述两个输出臂的长度差为天线工作波长的1/4。当所述微带功分器的两个输出臂的长度差为天线工作波长的1/4时，到达输出臂上的两个短路柱的电磁波产生90度相移，从而产生圆极化波。进一步地，所述第二辐射贴片为环形结构。通过设置第二辐射贴片为环形结构，延展了天线的口径，从而降低了天线的尺寸。进一步地，所述天线的阻抗特性通过调节第二辐射贴片表面的铜箔宽度与第一辐射贴片和第二辐射贴片之间的间距来实现，当他们的间距达到一定值时，天线的阻抗特性呈纯阻性，从而展宽了天线的带宽。进一步地，所述第一介质层和第二介质层可以采用聚四氟乙烯(FR-4)环氧树脂介质板。本专利技术的超高频近场RFID天线，将圆极化和宽频段相结合，完全覆盖超高频近场，并且轴比易控制，且天线结构简单，具有低剖面、重量轻、体积小等特点。本专利技术实施例还提供了一种超高频近场RFID读写器，包括以上任一所述的超高频近场RFID天线。实施例一下面结合附图对本申请的实施例进行说明，如图1和图2所示，根据本专利技术的一种超高频近场RFID天线，包括第一介质层6A和第二介质层6B，第一介质层6A的一侧设置有馈电端口4以及两个“E”型微带功分器1A和1B，微带功分器1A和1B的输出臂末端上分别设有两个短路柱3A、3B、3C和3D；第一介质层6A和第二介质层6B之间设置地板覆铜层5，地板覆铜层5上设有4个用于直通短路柱的过孔，以避免短路柱直接接地本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超高频近场RFID天线，包括第一介质层、第二介质层和多个短路柱，所述第一介质层和第二介质层之间设置地板覆铜层，其特征在于，其中，所述第一介质层上设有两个微带功分器，每个微带功分器均包括两个输出臂且两个输出臂之间进行正交馈电，每个输出臂分别与一个短路柱的一端相连接；所述地板覆铜层上设有用于穿过短路柱的过孔；所述第二介质层上设有两个第一辐射贴片以及至少一个与第一辐射贴片耦合的第二辐射贴片，所述短路柱的另一端与第一辐射贴片相连接。

【技术特征摘要】
1.一种超高频近场RFID天线，包括第一介质层、第二介质层和多个短路柱，所述第一介质层和第二介质层之间设置地板覆铜层，其特征在于，其中，所述第一介质层上设有两个微带功分器，每个微带功分器均包括两个输出臂且两个输出臂之间进行正交馈电，每个输出臂分别与一个短路柱的一端相连接；所述地板覆铜层上设有用于穿过短路柱的过孔；所述第二介质层上设有两个第一辐射贴片以及至少一个与第一辐射贴片耦合的第二辐射贴片，所述短路柱的另一端与第一辐射贴片相连接。2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述第一辐射贴片为包含两个枝节的“L”型结构，所述两个枝节长度可调且相互垂直。3.根据权利要求2所述的天线，其特征在于，通过调节所述两个枝节表面的铜箔长度，调节所述两个枝节的长度。4.根据权利要求1所述的天线，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡凌云，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44