一种具有群读性能的螺旋近场天线制造技术

本发明专利技术公开了一种具有群读性能的螺旋近场天线，包括馈电层和螺旋天线层；馈电层包括馈电层介质基板（1）、设置于馈电层介质基板（1）上方的馈电电路（2）和设置于馈电层介质基板（1）下方的金属地板（5）；螺旋天线层包括天线层介质基板（3）和设置于天线层介质基板（3）上方的螺旋金属电路（4）；馈电电路（2）包括至少一个馈电单元（7），螺旋金属电路（4）包含至少一个四臂螺旋单元（8）；每一个馈电单元（7）包括四个馈电端口，分别输出相对相位为0度，90度，180度，270度的信号；馈电端口通过馈电铜柱（6）与四臂螺旋单元（8）进行连接。本发明专利技术使得近场天线群读标签的能力大幅增强，误读非读写区域标签的概率大幅减小。

【技术实现步骤摘要】
一种具有群读性能的螺旋近场天线
本专利技术涉及近场天线，特别是涉及一种具有群读性能的螺旋近场天线。
技术介绍
UHF频段的RFID应用场景已经非常丰富多样，其基本组成部分为：读写器，读写天线，标签，其基本工作流程为：读写器发出命令使读写天线发射电磁波，标签接受电磁波后反射包含标签信息的电磁波，读写天线接受包含标签信息的电磁波，读写器获取标签信息。由此实现非接触式的身份信息识别。但是，传统的UHF频段RFID应用一般都用于远距离，低数量目标的识别；例如在1到10米范围内识别10个左右的目标；而当目标标签位于天线的近距离空间，例如天线表面时，往往会存在部分区域完全无法读取标签，这种区域被称为“近场盲点”；同时，即使对单一标签不存在近场盲点的传统天线，在目标数量较多时，也无法将目标完全读取，例如放置100个目标标签，传统天线可能只能读取其中的50个；这两种问题都导致一个共同的缺陷：对标签的群读能力差；除此之外，传统天线还存在可读区域边界控制不精准的问题，例如我们在传统天线表面放置了10个待测目标标签，但在天线周围1米范围内若还存在其他的2个非目标标签，则此时传统天线可能会读取到12个目标，这种缺陷被成为“误读控制不理想”。以上两种传统天线的缺陷：群读能力差、误读控制不理想，都严重制约了UHF频段的RFID在多种场景下的应用；例如：珠宝数量盘点对群读性能要求极高，传统天线无法满足要求；无人超市结账台对误读控制要求极高，一位顾客结账时不能读取到后面顾客手里的商品，传统天线无法满足该要求；档案管理对群读和误读控制要求都极高，不能漏读档案，也不能误读到旁边的档案，传统天线无法满足该要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种具有群读性能的螺旋近场天线，使得近场天线群读标签的能力大幅增强，误读非读写区域标签的概率大幅减小。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种具有群读性能的螺旋近场天线，包括馈电层和螺旋天线层；所述馈电层包括馈电层介质基板、设置于馈电层介质基板上方的馈电电路和设置于馈电层介质基板下方的金属地板；所述螺旋天线层包括天线层介质基板和设置于天线层介质基板上方的螺旋金属电路；所述馈电电路包括至少一个馈电单元，所述螺旋金属电路包含至少一个四臂螺旋单元；每一个所述的馈电单元包括四个馈电端口，四个馈电端口分别输出相对相位为0度，90度，180度，270度的信号；所述馈电单元的馈电端口通过馈电铜柱与四臂螺旋单元进行连接。优选地，所述馈电单元包括第一功分器、第二功分器和第三功分器；所述第一功分器的输入端接收输入信号，第一功分器的输出端通过两段等长的微带线分别连接第二功分器和第三功分器的输入端；第二功分器的输出端分别连接第一微带线、第二微带线；第三功分器的输出端分别连接第三微带线和第四微带线；所述第一微带线、第二微带线、第三微带线和第四微带线分别输出相对相位为0度，90度，180度，270度的信号，且该四条微带线的末端作为馈电单元的四个馈电端口。所述第一功分器、第二功分器和第三功分器均为威尔金森功分器。优选地，馈电电路包括一个以上的馈电单元时，输入信号经功分器组将功率进行平均分配后，通过等长的微带线连接各个馈电单元。所述功分器组包括一个或多个威尔金森功分器。所述第一微带线、第二微带线、第三微带线和第四微带线之间的长度呈等差递变规律。其中，所述四臂螺旋单元包括四条依次呈90度旋转对称关系的旋臂，四条旋臂的末端作为馈电点，分别通过馈电铜柱连接所述馈电单元的馈电端口。优选地，所述四臂螺旋单元中的各条旋臂互不接触。优选地，每一条所述旋臂由几条依次互相垂直且首尾相连的金属条带组合而成；各条金属条带长度不等，宽度相等。优选地，当螺旋金属电路包括一个以上的四臂螺旋单元时，相邻四臂螺旋单元的旋向相反，且不同四臂螺旋单元中相邻的旋臂末端通过金属带线相连，且所述金属带线作为馈电点，通过馈电铜柱连接馈电单元的馈电端口。本专利技术的有益效果是：相对于传统天线，本专利技术使得以电场和磁场的形式被束缚在天线周围的能量比例更大，以电磁波为载体辐射到远处空间的能量比例更小；使得天线近场的群读标签能力大幅增强，误读非读写区域标签的概率大幅减小。附图说明图1为本专利技术的螺旋近场天线整体结构示意图；图2为馈电单元的结构示意图；图3为多个馈电单元形成的相对相位的的馈电格子示意图；图4为四臂螺旋单元的结构示意图；图5为实施例二中螺旋金属电路的结构示意图；图6为实施例二中馈电电路的结构示意图；图7为实施例三中螺旋金属电路的结构示意图；图8为实施例三中馈电电路的结构示意图。图中，1-馈电层介质基板，2-馈电电路，3-天线层介质基板，4-螺旋金属电路，5-金属地板，6-馈电铜柱，7-馈电单元，8-四臂螺旋单元，7.1-第一功分器，7.2-第二功分器，7.3-第三功分器，7.4-第一微带线，7.5-第二微带线，7.6-第三微带线,7.7-第四微带线，8.1-旋臂，9-功分器组。具体实施方式下面结合附图进一步详细描述本专利技术的技术方案，但本专利技术的保护范围不局限于以下所述。如图1所示，一种具有群读性能的螺旋近场天线，包括馈电层和螺旋天线层；所述馈电层包括馈电层介质基板1、设置于馈电层介质基板1上方的馈电电路2和设置于馈电层介质基板1下方的金属地板5；所述螺旋天线层包括天线层介质基板3和设置于天线层介质基板3上方的螺旋金属电路4；所述馈电电路2包括至少一个馈电单元7，所述螺旋金属电路4包含至少一个四臂螺旋单元8；每一个所述的馈电单元7包括四个馈电端口，四个馈电端口分别输出相对相位为0度，90度，180度，270度的信号；所述馈电单元7的馈电端口通过馈电铜柱6与四臂螺旋单元8进行连接。如图2所示，所述馈电单元7包括第一功分器7.1、第二功分器7.2和第三功分器7.3；所述第一功分器7.1的输入端接收输入信号，第一功分器7.1的输出端通过两段等长的微带线分别连接第二功分器7.2和第三功分器7.3的输入端；第二功分器7.2的输出端分别连接第一微带线7.4、第二微带线7.5；第三功分器7.3的输出端分别连接第三微带线7.6和第四微带线7.7；所述第一微带线7.4、第二微带线7.5、第三微带线7.6和第四微带线7.7分别输出相对相位为0度，90度，180度，270度的信号，且该四条微带线的末端作为馈电单元7的四个馈电端口。其中所述第一功分器7.1、第二功分器7.2和第三功分器7.3均为威尔金森功分器。馈电电路2包括一个以上的馈电单元7时，输入信号经功分器组9将功率进行平均分配后，通过等长的微带线连接各个馈电单元7。所述功分器组9包括一个或多个威尔金森功分器。如图3所示，所述四臂螺旋单元8包括四条依次呈90度旋转对称关系的旋臂8.1，四条旋臂8.1的末端作为馈电点，分别连接所述馈电单元7的馈电端口。所述四臂螺旋单元8中的各条旋臂8.1互不接触。每一条所述旋臂8.1由几条依次互相垂直且首尾相连的金属条带组合而成；且各条金属条带长度不等，宽度相等。当螺旋金属电路4包括一个以上的四臂螺旋单元8时，相邻四臂螺旋单元8的旋向相反，且不同四臂螺旋单元8中相邻的旋臂8.1末端通过金属带线相连，且所述金属带线作为共同的馈电点连接馈电单元7的馈电端口。在具体加工过程中，所述馈电层可由本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有群读性能的螺旋近场天线，其特征在于：包括馈电层和螺旋天线层；所述馈电层包括馈电层介质基板（1）、设置于馈电层介质基板（1）上方的馈电电路（2）和设置于馈电层介质基板（1）下方的金属地板（5）；所述螺旋天线层包括天线层介质基板（3）和设置于天线层介质基板（3）上方的螺旋金属电路（4）；所述馈电电路（2）包括至少一个馈电单元（7），所述螺旋金属电路（4）包含至少一个四臂螺旋单元（8）；每一个所述的馈电单元（7）包括四个馈电端口，四个馈电端口分别输出相对相位为0度，90度，180度，270度的信号；所述馈电单元（7）的馈电端口通过馈电铜柱（6）与四臂螺旋单元（8）进行连接。

【技术特征摘要】
1.一种具有群读性能的螺旋近场天线，其特征在于：包括馈电层和螺旋天线层；所述馈电层包括馈电层介质基板（1）、设置于馈电层介质基板（1）上方的馈电电路（2）和设置于馈电层介质基板（1）下方的金属地板（5）；所述螺旋天线层包括天线层介质基板（3）和设置于天线层介质基板（3）上方的螺旋金属电路（4）；所述馈电电路（2）包括至少一个馈电单元（7），所述螺旋金属电路（4）包含至少一个四臂螺旋单元（8）；每一个所述的馈电单元（7）包括四个馈电端口，四个馈电端口分别输出相对相位为0度，90度，180度，270度的信号；所述馈电单元（7）的馈电端口通过馈电铜柱（6）与四臂螺旋单元（8）进行连接。2.根据权利要求1所述的一种具有群读性能的螺旋近场天线，其特征在于：所述馈电单元（7）包括第一功分器（7.1）、第二功分器（7.2）和第三功分器（7.3）；所述第一功分器（7.1）的输入端接收输入信号，第一功分器（7.1）的输出端通过两段等长的微带线分别连接第二功分器（7.2）和第三功分器（7.3）的输入端；第二功分器（7.2）的输出端分别连接第一微带线（7.4）、第二微带线（7.5）；第三功分器（7.3）的输出端分别连接第三微带线（7.6）和第四微带线（7.7）；所述第一微带线（7.4）、第二微带线（7.5）、第三微带线（7.6）和第四微带线（7.7）分别输出相对相位为0度，90度，180度，270度的信号，且该四条微带线的末端作为馈电单元（7）的四个馈电端口。3.根据权利要求2所述的一种具有群读性能的螺旋近场天线，其特征在于：所述第一功分器（7.1）、第二功分器（7.2）...

【专利技术属性】
技术研发人员：隆锐，张矗，欧阳骏，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51