应用于RFID系统的相控阵天线和RFID系统技术方案

本申请提供一种应用于RFID系统的相控阵天线和RFID系统，其中，该相控阵天线包括：由天线子阵组成的收发一体式的阵列天线；以及，与所述阵列天线电气连接的移相组件；以及，与所述移相组件电气连接且具备移相控制功能的通讯控制模块；所述移相控制功能为通过所述移相组件对所述阵列天线中各天线的相位进行控制的功能。本申请提供的方案可实现波束的动态可调。

Phased Array Antenna and RFID System Applied to RFID System

【技术实现步骤摘要】
应用于RFID系统的相控阵天线和RFID系统
本申请涉及电子
，尤其涉及一种应用于RFID系统的相控阵天线和RFID系统。
技术介绍
射频识别(RadioFrequencyIdentification，RFID)技术，又称无线射频识别，是一种可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据的通信技术。目前，实现RFID通讯区域可调整的方案，采用的是机械转动，即通过手动调整天线的照射方向，从而实现天线波束的移动。然而，机械转动的方式需要人为地转动天线方向，随着转动次数的增多，会造成机械磨损。
技术实现思路
本申请提供一种应用于RFID系统的相控阵天线，可实现波束的动态可调。其中，本申请第一方面提供一种应用于RFID系统的相控阵天线，包括：由天线子阵组成的收发一体式的阵列天线；以及，与所述阵列天线电气连接的移相组件；以及，与所述移相组件电气连接且具备移相控制功能的通讯控制模块；所述移相控制功能为通过所述移相组件对所述阵列天线中各天线的相位进行控制的功能。基于本申请第一方面，在第一种可能的实现方式中，每个所述天线子阵中的天线由从薄介质基板上蚀刻出的金属贴片构成；且，同一天线子阵中的各个天线通过微带线和轴线探针馈电。基于本申请第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述金属贴片表面开设有U型槽。基于本申请第一方面的第一种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述金属贴片具体为矩形金属贴片。基于本申请第一方面的第一种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述天线子阵具体为1*4的天线子阵。基于本申请第一方面的第一种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述天线子阵具体为1*6的天线子阵。基于本申请第一方面，或本申请第一方面的第一种可能的实现方式，或本申请第一方面的第二种可能的实现方式，或本申请第一方面的第三种可能的实现方式，或本申请第一方面的第四种可能的实现方式，或本申请第一方面的第五种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，所述阵列天线包含两个以上所述天线子阵；所述移相组件包含：分别与各个天线子阵电气连接的移相器；其中，不同天线子阵连接不同移相器。基于本申请第一方面的第六种可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，所述通讯控制模块由内置两路以上数模转换电路的处理器构建；其中，所述处理器的每路数模转换电路与一所述移相器连接。基于本申请第一方面的第六种可能的实现方式，在第八种可能的实现方式中，所述阵列天线中的各个天线子阵之间的间距相等；所述移相器的移相值与所述移相器所连接的天线子阵中各天线的波束存在如下关系：其中，θ表示波束的偏转角度，为所述移相器的移相值，d表示阵列天线中各天线子阵的间距，λ为波长。本申请第二方面提供一种RFID系统，包括：如本申请第一方面或本申请第一方面任一可能实现方式所述的相控阵天线；以及，用以接收射频信号的射频接口；以及，功分器；其中，所述功分器的输入端与所述射频接口连接，且所述功分器的输出端与所述相控阵天线的移相组件连接。由上可见，本申请中的相控阵天线包括阵列天线、移相组件和通讯控制模块，由于通讯控制模块具备移相控制功能，因此，通过通讯控制模块对移相组件进行赋值，可以对阵列天线中各天线的相位进行控制，从而实现对各天线子阵的相位控制，进而实现天线波束的动态可调。相对于传统的机械转动的方式，本申请的相控阵列天线无需人为转动天线方向，从而也可避免机械磨损，提高天线的使用寿命。附图说明图1为本申请提供的相控阵天线一个实施例结构示意图；图2为本申请提供的相控阵天线中天线子阵一个实施例结构示意图；图3为本申请提供的一种RFID系统结构示意图；图4为本申请提供的应用本申请提供的相控阵天线的天线波束扫描原理图。具体实施方式为使得本申请的专利技术目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而非全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。本申请实施例提供一种应用于RFID系统的相控阵天线。请参阅图1，该相控阵天线包括：由天线子阵组成的收发一体式的阵列天线11；以及，与阵列天线11电气连接的移相组件12；以及，与移相组件12电气连接且具备移相控制功能的通讯控制模块13；其中，上述移相控制功能为通过移相组件12对阵列天线11中各天线的相位进行控制的功能。本申请实施例中，阵列电线11中各天线可分别通过馈电网络连接至移相组件，移相组件由移相电路构成。具体的，移相组件可以包含多路移相电路，每路移相电路由移相器构建。所谓移相器，是指能够对波的相位进行调整的一种装置。可选的，阵列天线11包含两个以上天线子阵，每个天线子阵可以由若干根相同的天线按一定规律排列组成。在本申请实施例中，天线子阵具体可以为1*4的天线子阵，即，由4根天线按一定规律排列组成。当然，本申请实施例中的天线子阵也可以由其它数量的天线子阵排列组成，例如，天线子阵也可以为1*6的天线子阵。具体的，天线子阵的数量以及各天线子阵所包含的天线数量可根据波束宽度和副瓣电平要求来确定，此处不做限定。进一步，移相组件12包含：分别与各个天线子阵电气连接的移相器。其中，不同天线子阵连接不同移相器。也即，每个天线子阵的激励相位分别由对应的移相器控制调节，以形成一维的数字波束。在一种应用场景中，阵列天线11中的各个天线子阵之间的间距相等。移相器的移相值与波束的偏转角度可存在如下关系：其中，θ为波束的偏转角度(单位可为弧度)，为移相器的移相值(单位可为弧度)，d表示阵列天线中各天线子阵的间距(单位可为毫米)，单位为mm，λ为波长(单位可为毫米)。由于移相组件采用模拟移相的方式，因此，具有移相范围大，输入功率动态范围大的优点。可选的，阵列天线11中的每个天线子阵的天线可由从薄介质基板上蚀刻出的金属贴片构成，且同一天线子阵中的各个天线通过微带线和轴线。如图2所示的天线子阵111，包含4根天线(即天线子阵111为1*4的天线子阵)，每根天线通过在薄介质基板的一面蚀刻出矩形的金属贴片111a形成(即微带天线)，每根天线的接地板设置在该薄介质基板的另一面(图中未示出)。天线子阵111中各天线通过微带线111b和轴线探针111c馈电。金属贴片111a按规则排列和馈电，通过对金属贴片111a馈电的相位实时调节控制，从而可构成收发一体式的的阵列天线。可选的，如图2所示，金属贴片111a表明开设有U型槽111d，通过U型槽111d可切断原先表面电流路径，使电流绕槽边曲折流过路径变长，而电流的流过路径变长相当于增加了天线的等效长度，从而等效增加了天线的长度。当天线的长度尺寸固定之后，天线的谐振频率就定了，因此，通过对金属贴片111a进行开槽处理，可减小天线尺寸得到相同的谐振频率，进而减小整机体积。需要说明的是，图2所示是以在金属贴片111a表明开设U型槽为例进行说明，在其它实施例中，也可以在金属贴片111a开设其它形状的槽(例如X型开槽、Z型开槽等)，通过不等度开槽方式实现天线的圆极化并可减小天线尺寸。或者，也可以通过对金属贴片111a进行切角的方式实现天线的圆极化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用于RFID系统的相控阵天线，其特征在于，包括：由天线子阵组成的收发一体式的阵列天线；以及，与所述阵列天线电气连接的移相组件；以及，与所述移相组件电气连接且具备移相控制功能的通讯控制模块；所述移相控制功能为通过所述移相组件对所述阵列天线中各天线的相位进行控制的功能。

【技术特征摘要】
1.一种应用于RFID系统的相控阵天线，其特征在于，包括：由天线子阵组成的收发一体式的阵列天线；以及，与所述阵列天线电气连接的移相组件；以及，与所述移相组件电气连接且具备移相控制功能的通讯控制模块；所述移相控制功能为通过所述移相组件对所述阵列天线中各天线的相位进行控制的功能。2.根据权利要求1所述的相控阵天线，其特征在于，每个所述天线子阵中的天线由从薄介质基板上蚀刻出的金属贴片构成；且，同一天线子阵中的各个天线通过微带线和轴线探针馈电。3.根据权利要求2所述的相控阵天线，其特征在于，所述金属贴片表面开设有U型槽。4.根据权利要求2所述的相控阵天线，其特征在于，所述金属贴片具体为矩形金属贴片。5.根据权利要求2所述的相控阵天线，其特征在于，所述天线子阵具体为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫泽涛，吴子勇，冯汉炯，杨正明，于波，
申请(专利权)人：深圳市航天华拓科技有限公司，深圳航天科技创新研究院，
类型：新型
国别省市：广东,44