本发明专利技术涉及一种近场赋形UHF频段RFID读写天线，包括槽线（1）、同轴线、至少一个片状辐射单元（2）、以及各片状辐射单元（2）分别所对应的边缘导电走线（3）；基于设计方案构建近场赋形UHF频段RFID读写天线，能量经由馈电结构端（4）输入到槽线（1）上进行传输，并结合终端短路端（6）对能量的反射，在由馈电结构端（4）至终端短路端（6）方向的传播过程中、以及由终端短路端（6）至馈电结构端（4）方向的传播过程中，通过电容耦合依次馈电各个片状辐射单元（2）完成对能量的辐射，因此馈电结构端（4）不会观测到明显的反射，可以实现良好匹配，提高实际工作效率。提高实际工作效率。提高实际工作效率。
【技术实现步骤摘要】
一种近场赋形UHF频段RFID读写天线
[0001]本专利技术涉及一种近场赋形UHF频段RFID读写天线，属于射频天线
技术介绍
[0002]常见的UHF RFID天线工作在“远场区”或“感应近场区”，其中，工作在“远场区”的RFID天线辐射平面电磁波，产生单个高增益波束，其读写距离可以很远，能达到10米以上，但其近场场强分布基本是固定的，没有可以修改的空间。工作在“感应近场区”的天线产生近场电场或磁场，其近场场强分布十分灵活，但这类天线基本不产生电磁辐射，因此其读写距离较近，仅有几厘米到十几厘米。
[0003]与这些常见的天线工作区域不同，“辐射近场区”的位置处在两种场区的过渡，比感应近场区更远，比远场区更近，辐射近场区的特性也介于感应近场区和远场区之间，一方面和远场区类似，辐射近场区的电场和磁场强度关系基本满足介质波阻抗，且方向相互正交；另一方面和感应近场区类似，辐射近场区中不同位置处的电磁波强度和传播方向都会快速变化。
[0004]现有技术中，天线使用弯曲槽线直接馈电多个偶极子，各偶极子间隔排列，极化正交，可以在辐射近场区产生多种极化的辐射，以及可以在以天线为轴的圆柱形或半圆柱形内，读写多种摆放方式的标签；但是槽线馈电的偶极子阵列的场区域中存在多个零点，无法读取某些特定位置的标签，现有技术给出的解决方案是使用两个天线，间隔放置使其辐射场互补，这样当标签位于一个天线的辐射场零点时，可以使用另一个天线进行读写，虽然可以解决零点的问题，但是成本和占用空间均会翻倍。
[0005]还有现有技术中使用开孔介质基板制作超材料透镜，这种天线通过在介质板上开大小不同的孔，来改变介质板的等效介电常数，并通过设计介质板各点的等效介电常数，对来自馈源的辐射波的幅度相位进行调制，得到所需的近场场分布。但是这种结构制作过程中：
①
超材料的结构复杂，设计加工较繁琐；
②
馈源需要放置在距天线较远的位置，需要额外占用很大空间；
③
需要使用大量介质板，重量大，成本高。
[0006]此外，现有技术中使用天线阵列配合馈电网络，这种天线使用独立的馈电网络和天线阵列。通过设计相应的馈电网络，控制天线阵列中各阵元的馈电幅度和相位，进而得到需要的近场分布。但是中这种结构存在
①
馈电网络和天线阵需要分别设计加工，整体结构复杂，成本高；
②
馈电网络需要多路功分，且每路的幅度相位均有要求，设计较为繁琐，容易受加工误差影响；
③
损耗更高。
技术实现思路
[0007]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种近场赋形UHF频段RFID读写天线，通过近场赋形对天线辐射近场区中的场强分布进行设计，能够在天线上方的半圆柱形区域中产生强度大且均匀的电磁场，用于对RFID标签进行读写，提高实际工作效率。
[0008]本专利技术为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本专利技术设计了一种近场赋形
UHF频段RFID读写天线，包括槽线、同轴线、至少一个片状辐射单元、以及各片状辐射单元分别所对应的边缘导电走线；其中，槽线为两条彼此平行共面、且彼此之间保持预设间距a的金属片走线，a>0；各片状辐射单元为导电材料制成，各片状辐射单元彼此共面分布设置，各边缘导电走线分别沿其所对应片状辐射单元的外周轮毂进行环绕布设，且各边缘导电走线所在面分布与其所对应片状辐射单元所在面相共面，以及各边缘导电走线的内侧边缘与其所对应片状辐射单元外周边缘之间保持预设距离间距，各边缘导电走线的结构中：边缘导电走线的首尾两端之间距离与a相等，该首尾两端位置作为该边缘导电走线上的其中一连接位置，该边缘导电走线上区别于该连接位置以外的另一位置断开，且该断开位置的两端之间距离与a相等，该断开位置构成该边缘导电走线上的另一连接位置；槽线以其两金属片走线所在面与各片状辐射单元所在面相共面的方式进行布设，槽线依次串联各片状辐射单元分别所对应边缘导电走线上的两个连接位置，其中，各边缘导电走线上连接位置的两端分别与所接槽线中两金属片走线相对接；槽线上的其中一端构成馈电结构端，馈电结构端中设置两个馈电接点，同轴线上其中一端的内导体、外导体分别对接该各馈电接点，同轴线上另一端连接RFID读写器；槽线上另一端的两金属片走线端部彼此对接，构成终端短路端。
[0009]作为本专利技术的一种优选技术方案：还包括匹配线，匹配线为两条彼此平行共面、且彼此之间保持预设间距b的金属片走线，且匹配线中两金属片走线外边缘之间的间距与a相适应，0<b<a；所述槽线上背向各片状辐射单元方向的端部的两金属片走线端部彼此对接短路，且槽线中两金属片走线之间间隙对应该短路的位置、设置贯穿槽线所在面两侧的通孔；匹配线布设于槽线上对应该通孔与全部片状辐射单元之间区域的两金属片走线之间，且匹配线相距该通孔保持预设大于0距离，匹配线中两金属片走线外边缘分别与槽线中对应金属片走线内边缘相接触，且匹配线中两金属片走线所在面与槽线中两金属片走线所在面相共面，匹配线上面向该通孔的端部的其中一金属片走线端部与其对应槽线剖面上同侧金属片走线端部共同构成其中一馈电接点的设置区域，匹配线上面向该通孔的端部的另一金属片走线端部与其对应槽线剖面上同侧金属片走线端部共同构成另一馈电接点的设置区域；由匹配线设置位置起向通孔方向的全部结构构成馈电结构端。
[0010]作为本专利技术的一种优选技术方案：所述各边缘导电走线上两连接位置所对接槽线的走向至少为两个不同方向。
[0011]作为本专利技术的一种优选技术方案：还包括导电板，所述槽线、匹配线、各片状辐射单元、以及各边缘导电走线所构整体结构悬置于导电板表面的正上方，且该整体结构所在面与导电板表面保持预设大于0间距的间隙。
[0012]作为本专利技术的一种优选技术方案：所述槽线、匹配线、各片状辐射单元、以及各边缘导电走线所构整体结构，通过各个绝缘螺丝悬置于导电板表面的正上方，其中，各个绝缘螺丝上的两端分别对接该整体结构、以及该导电板，且各个绝缘螺丝上对应该整体结构与该导电板之间的部分分别套设绝缘套管，各绝缘套管的两端分别与该整体结构、该导电板相接触。
[0013]作为本专利技术的一种优选技术方案：所述槽线、匹配线、各片状辐射单元、以及各边
缘导电走线所构整体结构所在面与所述导电板表面之间保持30mm间距的间隙。
[0014]作为本专利技术的一种优选技术方案：所述各片状辐射单元的形状为圆形或多边形中的任意一种。
[0015]作为本专利技术的一种优选技术方案：所述各片状辐射单元呈直线分布布设。
[0016]作为本专利技术的一种优选技术方案：所述片状辐射单元的数量为4个。
[0017]本专利技术所述一种近场赋形UHF频段RFID读写天线，采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：（1）本专利技术所设计一种近场赋形UHF频段RFID读写天线，包括槽线、同轴线、至少一个片状辐射单元、以及各片状辐射单元分别所对应的边缘导电走线；基于设计方案构建近场赋本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种近场赋形UHF频段RFID读写天线，其特征在于：包括槽线（1）、同轴线、至少一个片状辐射单元（2）、以及各片状辐射单元（2）分别所对应的边缘导电走线（3）；其中，槽线（1）为两条彼此平行共面、且彼此之间保持预设间距a的金属片走线，a>0；各片状辐射单元（2）为导电材料制成，各片状辐射单元（2）彼此共面分布设置，各边缘导电走线（3）分别沿其所对应片状辐射单元（2）的外周轮毂进行环绕布设，且各边缘导电走线（3）所在面分布与其所对应片状辐射单元（2）所在面相共面，以及各边缘导电走线（3）的内侧边缘与其所对应片状辐射单元（2）外周边缘之间保持预设距离间距，各边缘导电走线（3）的结构中：边缘导电走线（3）的首尾两端之间距离与a相等，该首尾两端位置作为该边缘导电走线（3）上的其中一连接位置，该边缘导电走线（3）上区别于该连接位置以外的另一位置断开，且该断开位置的两端之间距离与a相等，该断开位置构成该边缘导电走线（3）上的另一连接位置；槽线（1）以其两金属片走线所在面与各片状辐射单元（2）所在面相共面的方式进行布设，槽线（1）依次串联各片状辐射单元（2）分别所对应边缘导电走线（3）上的两个连接位置，其中，各边缘导电走线（3）上连接位置的两端分别与所接槽线（1）中两金属片走线相对接；槽线（1）上的其中一端构成馈电结构端（4），馈电结构端（4）中设置两个馈电接点（5），同轴线上其中一端的内导体、外导体分别对接该各馈电接点（5），同轴线上另一端连接RFID读写器；槽线（1）上另一端的两金属片走线端部彼此对接，构成终端短路端（6）。2.根据权利要求1所述一种近场赋形UHF频段RFID读写天线，其特征在于：还包括匹配线（7），匹配线（7）为两条彼此平行共面、且彼此之间保持预设间距b的金属片走线，且匹配线（7）中两金属片走线外边缘之间的间距与a相适应，0<b<a；所述槽线（1）上背向各片状辐射单元（2）方向的端部的两金属片走线端部彼此对接短路，且槽线（1）中两金属片走线之间间隙对应该短路的位置、设置贯穿槽线（1）所在面两侧的通孔（8）；匹配线（7）布设于槽线（1）上对应该通孔（8）与全部片状辐射单元（2）之间区域的两金属片走线之间，且匹配线（7）相距该通孔（8）保持预设大于0距离，匹配线（7）中两金属片走线外...
【专利技术属性】
技术研发人员：董元旦，傅博，潘永生，张庆信，
申请(专利权)人：上海英内物联网科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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