平面单向天线组件及其实现方法技术

本发明专利技术公开了一种平面单向天线组件及其实现方法，其在天线的一侧设置反射体，且该反射体在垂直天线方向上具有一定的宽度。加宽反射体的宽度(即加大垂直于类双极子天线方向的尺寸)可以明显降低天线单向性能对频率的依赖性，使其在较大的频率范围内保持单向特性。在900MHz附近的UHF?RFID工作频段，4mm以上的反射体宽度可以保证100MHz以上的频率适应范围(天线前后方增益相差6dB以上)。至于频率适用范围的具体起止频率值，可通过调节反射体到类双极子天线的距离、以及反射体的长度来进行调整。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及射频识别(RFID)
，特别是涉及一种应用于电子标签的。
技术介绍
射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)技术是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无需人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID系统是一种简单的无线系统，用于控制、检测和跟踪物体，其由两个基本器件组成，分别为询问器(或阅读器)和应答器(或电子标签)，电子标签主要由存有识别代码的大规模集成电路芯片·和收发天线构成，其中电子标签的数量可以为多个，即RFID技术可同时识别多个电子标签。其工作原理为阅读器发射一特定频率的无线电波能量给电子标签，用以驱动电子标签电路将内部的数据送出，此时阅读器便依序接收解读数据，利用其内的应用程序做相应的处理。目前，定义RFID产品的工作频段有低频、高频和超高频，其中不同频段的RFID产品会有不同的特性和应用。具体如下低频(工作频率从125KHZ到135KHz)段内的RFID产品主要是通过电感耦合的方式进行工作，也就是在读写器线圈和感应器线圈间存在着变压器耦合作用。通过读写器交变场的作用在感应器天线中感应的电压被整流，可作供电电压使用。主要应用于畜牧业的管理系统、汽车防盗和无钥匙开门系统、马拉松赛跑系统、自动停车场收费和车辆管理系统、自动加油系统、酒店门锁系统的应用以及门禁和安全管理系统等。高频(工作频率为13. 56MHz)段内的感应器不再需要线圈进行绕制，可以通过腐蚀或者印刷的方式制作天线。感应器一般通过负载调制的方式进行工作。也就是通过感应器上的负载电阻的接通和断开促使读写器天线上的电压发生变化，实现用远距离感应器对天线电压进行振幅调制。主用应用于服装生产线和物流系统的管理和应用、三表预收费系统、酒店门锁的管理和应用、大型会议人员通道系统、固定资产的管理系统、医药物流系统的管理和应用以及智能货架的管理等。超高频(工作频率为860MHz到960MHz之间)段内的RFID主要通过电磁场来传输能量，电磁场的能量下降的不是很快，但是读取的区域不是很好进行定义。该频段读取距离比较远，无源可达IOm左右。其电子标签的天线一般是长条和标签状，天线有线性和圆极化两种设计，满足不同应用的需求。主要应用于供应链上的管理和应用、生产线自动化的管理和应用、航空铁路包裹的管理和应用、集装箱的管理和应用、以及后勤管理系统的应用等。目前，在图书管理中，并未充分利用到RFID技术，而是采用条形码或者磁条的方式进行管理，此时需要逐本读入图书信息，人力成本较大。而引入RFID技术，就存在以下问题，由于RFID电子标签采用的天线不具备明显的单向性，而目前图书馆书架摆放逐排放置，当需要读入前排书架内图书信息时，后排书架内的信息也会被读入，从而影响对前排书架内图书信息的统计。考虑到图书馆书架上摆放的图书，总是书脊方向向外。若设计出一种平面单向天线，应用于RFID标签中，将RFID标签平面单向天线的最大增益方向指向书脊，则RFID阅读器很容易读取当前书架上的图书标签；同时，因为背面书架上的书朝向另一方向，则这些书不容易被RFID阅读器误读。又如，在移动速度较快的流水线上的物品的RFID标签，其通过RFID读写器可识读范围的时间很短，可能会造成读写操作失败的情况。若能够合理摆放流水线上的物品，使标签平面单向天线的最大增益方向指向读写器所在位置，则可扩大其可识读范围，增加操作的可靠度。然而，目前没有这种方便小巧的平面单向天线设计，有的仅是一种应用在其他领域的八木天线，其方向性很好。但是结构较为复杂，且尺寸较大，不适合在以上领域中应用。具体，如图1所示，其为一种现有的八木天线结构示意图。该八木天线是由有源振子11 ( 一般用折合振子)、无源反射器12和若干个无源引向器13平行排列而成的端射式天线。典型的八木天线一般有三对振子，整个结构呈“王”字形。与馈线相连的称有源振子，或主振子，居三对振子之中，“王”字的中间一横。反射器比有源振子稍长一点，它在有源振子的一侧，起着削弱从这个方向传来的电波或从本天线发射去的电波的作用；引向器比有源振子略短，它位于有源振子的另一侧，它能增强从这一侧方向传来的或向这个方向发射出去的电波。引向器可以有许多个，每根长度都要比其相邻的并靠近有源振子的那根略短一点。引向器越多，方向越尖锐、增益越高，但实际上超过四、五个引向器之后，这种“好处”增加就不太明显了，而体积大、自重增加、对材料强度要求提高、成本加大等问题却渐突出。通常情况下有一副五单元 八木(即有三个引向器，一个反射器和一个有源振子)就够用了。通常，每个引向器和反射器都是用一根金属棒做成。无论有多少“单元”，所有的振子，都是按一定的间距平行固定在一根“大梁”上。可见，以上结构并不适于在图书管理以及流水线上物品管理中应用，故而，本专利技术针对RFID标签在超高频段的一种应用~若贴RFID标签的物品摆放方向非常规则，且某方向上需要标签具有较高的灵敏度，或者在某方向上不希望标签被探测到”这一现实问题，提出一种RFID标签平面单向天线设计。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种，以解决现有RFID标签在图书管理以及流水线上物品管理等中应用的局限性问题。为解决以上技术问题，本专利技术提供一种平面单向天线实现方法，其包括在天线的一侧设置反射体，且该反射体在垂直天线方向上具有一定的宽度。进一步的，所述反射体在垂直于天线方向上的宽度在4mm以上。进一步的，所述反射体在垂直于天线方向上的宽度在20mm以下。进一步的，通过调节反射体到天线的距离或者反射体的长度来调整天线频率适用范围的起止频率。进一步的，所述天线为双极子天线或类双极子天线。进一步的，所述反射体为矩形，其长边沿天线方向。进一步的，所述反射体在垂直于天线方向上，距离天线的最小距离在IOmm以上。进一步的，所述反射体的一侧具有镂空结构。进一步的，所述反射体靠近天线的一侧从两侧向中间，距离天线的距离增加。进一步的，所述反射体靠近天线的一侧边缘为弧形。进一步的，所述反射体靠近天线的一侧边缘为无长底边的等腰梯形。本专利技术还提供一种平面单向天线组件，其包括天线；反射体，设置于天线一侧，其在垂直于天线方向上具有一定的宽度。进一步的，所述反射体在垂直于天线方向上的宽度在4mm以上。进一步的，所述反射体在垂直于天线方向上的宽度在20mm以下。进一步的,所述天线的频率适用范围的起止频率通过调节反射体到天线的距离或者反射体的长度来调整。进一步的，所述天线为双极子天线或类双极子天线。 进一步的，所述反射体为矩形，其长边沿天线方向。 进一步的，所述反射体在垂直于天线方向上，距离天线的最小距离在IOmm以上。进一步的，所述反射体的一侧具有镂空结构。进一步的，所述反射体靠近天线的一侧从两侧向中间，距离天线的距离增加。进一步的，所述反射体靠近天线的一侧边缘为弧形。进一步的，所述反射体靠近天线的一侧边缘为无长底边的等腰梯形可见，本专利技术以上实施例利用反射体来抵消天线一个方向上的辐射信号，从而实现天线的单向特性，且该天线与反射体均为平面结构，进而实现了平面单向天线，有利于其于图书管理等方面的应用。具体，利用加宽的反射体来实现，可以明显降低天线单向性能对频率的依赖性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种平面单向天线实现方法，其特征是，包括：在天线的一侧设置反射体，且该反射体在垂直天线方向上具有一定的宽度。

【技术特征摘要】
1.一种平面单向天线实现方法，其特征是，包括在天线的一侧设置反射体，且该反射体在垂直天线方向上具有一定的宽度。2.根据权利要求1所述的平面单向天线实现方法，其特征是，所述反射体在垂直于天线方向上的宽度在4mm以上。3.根据权利要求2所述的平面单向天线实现方法，其特征是，所述反射体在垂直于天线方向上的宽度在20mm以下。4.根据权利要求1所述的平面单向天线实现方法，其特征是，通过调节反射体到天线的距离或者反射体的长度来调整天线频率适用范围的起止频率。5.根据权利要求1所述的平面单向天线实现方法，其特征是，所述天线为双极子天线或类双极子天线。6.根据权利要求1所述的平面单向天线实现方法，其特征是，所述反射体为矩形，其长边沿天线方向。7.根据权利要求6所述的平面单向天线实现方法，其特征是，所述反射体在垂直于天线方向上，距离天线的最小距离在10mm以上。8.根据权利要求1所述的平面单向天线实现方法，其特征是，所述反射体的一侧具有镂空结构。9.根据权利要求1所述的平面单向天线实现方法，其特征是，所述反射体靠近天线的一侧从两侧向中间，距离天线的距离增加。10.根据权利要求9所述的平面单向天线实现方法，其特征是，所述反射体靠近天线的一侧边缘为弧形。11.根据权利要求9所述的平面单向天线实现方法，其特征是，所述反射体靠近天线的一侧边缘为无长底边的等腰梯形。...

【专利技术属性】
技术研发人员：董培良，
申请(专利权)人：上海华虹计通智能系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：