[发明专利]RFID阅读器微带矩形二单元阵列收发天线

说明书

技术领域

本发明涉及一种微波射频识别(RFID)技术，尤其设计一种RFID阅读器的收发天线。

背景技术

RFID技术是自动识别技术的一种。由RFID技术形成的RFID系统主要包括阅读器与标签两部分。阅读器向标签发送无线信号，标签将存储在其内芯片数据返回给阅读器，由此达到自动识别的目的。RFID技术按频段划分可以分为：低频(125KHz)、高频(13.56MHz)、超高频(900MHz)和微波(2.45GHz)，按标签工作模式可分为：主动、被动和半主动等三种方式。主动标签有自己的电源，接收信号和发送信号均由自身电源供电；被动标签不含电源，需要阅读器通过电磁耦合(所述低频和高频RFID)或射频载波(所述超高频和微波RFID)对标签进行供电。本发明主要针对的是被动式UHF/MF RFID技术，为叙述方便，下面所使用的RFID均指被动式UHF/MF RFID。

然而，传统微带矩形天线在ISM(2.40GHz-2.52GHz)频段的相对带宽大约在0.5％-2％左右，如果RFID阅读器采用跳频收发，则该天线的带宽限制势必影响相隔8MHz的跳频信号的正常工作。

发明内容

针对上述现有技术的缺陷，本发明的目的在于：提供一种RFID阅读器微带矩形二单元阵列收发天线，以期获得较尖锐的方向图和高的方向系数，实现ISM频带的完全覆盖及跳频空中信号的传输。

本发明的目的，将通过如下技术方案来实现：

RFID阅读器微带矩形二单元阵列收发天线，其特征在于：所述收发天线包括两个物理尺寸为(40.5±0.1mm)×(39±0.1mm)的矩形辐射单元和偏馈阻抗系统，所述两个矩形辐射单元相隔一段距离，并通过偏馈阻抗变化系统相并联，构成并馈二单元贴片驻波阵。

进一步地，所述两矩形贴片单元间的距离d在所述天线阵列谐振于微带频段时的取值为：d＝1/2λ。

更进一步地，所述收发天线的矩形辐射单元贴设有聚四氟乙烯玻璃布覆铜箔层压双面板，其介质厚度＝1.6mm、介电常数＝2.2。

更进一步地，所述偏馈阻抗系统的偏馈点设置于距离矩形辐射单元底边终点为S＝10.2±0.5mm的位置，且于其间设有阻抗变换器。

再进一步地，所述阻抗变换器为切比雪夫阻抗变换器，微带馈线L₁在2.45GHz的阻抗为100Ω、微带馈线L₂在2.45GHz的阻抗为71Ω、微带馈线L₅₀在2.45GHz的阻抗为50Ω；所述微带馈线L₂的端点具有短路补偿线TL2，其物理尺寸是(2.5±0.5)×(2.5±0.5)mm；所述微带馈线L₅₀自底端朝上距离S₁的位置设有短路补偿线TL1，其物理尺寸是(7.0±0.5)×(4.5±0.5)mm；所述微带馈线L₅₀底端设有短路补偿线TL3，其物理尺寸为(5.0±0.5)×(4.5±0.5)mm。

本发明设计的RFID阅读器微带矩形二单元阵列收发天线，其应用的有益效果为：

该RFID阅读器微带矩形二单元阵列收发天线能够与ISO18000-4标准的读写器空中配套使用，使得射频识别的频带拉宽到100MHz，实现了阅读器天线在2.4GHz—2.5GHz频段内发射、接收固定或跳频的射频信号，进一步拓宽了RFID阅读器微带矩形二单元阵列收发天线在ISM频段的蓝牙系统、无线传感器系统，以及ISM频段其他无线信号传输系统的应用。

附图说明

图1是本发明RFID阅读器微带矩形二单元阵列收发天线实施例的结构示意图；

图2是本发明RFID阅读器微带矩形二单元阵列收发天线用矢量网络分

析仪实测的VWRS曲线图；

图3是仿真的RFID阅读器微带矩形二单元阵列收发天线3D Gain辐射方向图；

图4是仿真的RFID阅读器微带矩形二单元阵列收发天线3D辐射方向及网格剖分图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易理解，下面特结合实施例及其相关附图，作详细说明如下：

如图1所示，是本发明RFID阅读器微带矩形二单元阵列收发天线一实施例的结构示意图。由该图可见：该RFID阅读器微带矩形二单元阵列收发天线包括两个相并联的矩形辐射单元和偏馈阻抗系统，构成并馈二单元贴片驻波阵。其中，