[发明专利]宽频带圆极化RFID阅读器天线

说明书

技术领域

本发明涉及电磁天线领域，具体地，涉及一种宽频带圆极化RFID阅读器天线。

背景技术

射频识别技术（Radio Frequency Identification，缩写RFID ），是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术，它是一项利用射频信号通过空间耦合（交变磁场或电磁场）实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。射频识别（RFID）技术现在得到了越来越广泛的应用，特别是在超高频（UHF）频段有着非常巨大的发展潜力。然而，每个国家都有它自己的UHF RFID操作频带，例如，中国的操作频带为840.5-844.5 MHz和920.5-924.5MHz；欧洲为866-869MHz，南美和北美为902-928MHz，新加坡为866-869MHz和920-925MHz，日本为952-955MHz等，即UHF RFID的频带覆盖了840.5-955MHz的范围。因此渴求一个通用的阅读器天线能够覆盖整个操作频带（840MHz-960MHz）。

RFID阅读器天线在RFID系统中处于非常重要的位置，它的性能好坏，直接决定着RFID系统的工作情况。为了使得RFID系统达到实际应用，需要把阅读器天线设计成圆极化的形式，这是因为圆极化天线能减少在阅读器和标签之间传输的能量丢失。为了产生圆极化场的一个典型的方法就是激励起两个相互垂直的、相位相差90度的谐振场。现有的采用一个反馈点的圆极化天线主要为圆环天线、切角平方贴片以及圆贴片，然而这些天线提供了小的阻抗带宽、窄的轴比带宽（通常为1％-2％）。为了提高这两个参数的指标，采用了许多技术，如微带线耦合缝、不等臂长的十字缝以及探针反馈等。但是这些技术虽然比较好地提高了天线的阻抗和轴比带宽，但是与需求的工作频带仍然相差较大。为了寻求更大的工作带宽，一个普遍采用的方法就是设计较好的反馈网络，采用多点反馈，例如用Wilkinson 功率分配器反馈贴片，然而这种反馈网络引入100欧姆的隔离电阻，造成低的辐射效率，低的增益值。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种宽频带圆极化RFID阅读器天线，以实现提供高增益、大的阻抗带宽，大的轴比带宽以及大的轴比束宽的电磁波。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种宽频带圆极化RFID阅读器天线，包括金属接地板、驱动辐射单元、寄生辐射单元、馈电同轴线、金属支撑柱和馈电网络，所述驱动辐射单元、寄生辐射单元和金属接地板呈层叠结构，所述金属支撑柱固装在金属接地板上，所述寄生辐射单元和驱动辐射单元依次固装在金属支撑柱上，所述馈电同轴线和馈电网络均和驱动辐射单元电气连接。

根据本发明的优选实施例，所述驱动辐射单元采用驱动辐射圆盘，所述寄生辐射单元采用寄生辐射圆盘，所述金属接地板、驱动辐射圆盘和寄生辐射圆盘均采用铝材料，所述金属接地板和驱动辐射圆盘间隔距离为1~15mm，驱动辐射圆盘和寄生辐射圆盘的间隔距离为10~30mm。

根据本发明的优选实施例，所述驱动辐射圆盘和寄生辐射圆盘形成同心堆叠结构，中心由金属支撑柱支撑，驱动辐射圆盘和寄生辐射圆盘的间隔距离为20mm，驱动辐射圆盘和寄生辐射圆盘的堆叠结构置于矩形的金属接地板上，中心由金属支撑柱支撑，驱动辐射圆盘和金属接地板的间隔距离为8mm。 

根据本发明的优选实施例，所述驱动辐射圆盘的半径为86~100mm，寄生辐射圆盘的半径为70~85mm。

根据本发明的优选实施例，所述驱动辐射圆盘的半径为88-95mm，厚度0.5-1mm，所述寄生辐射圆盘半径为70-85mm，厚度0.5-1mm。

根据本发明的优选实施例，所述馈电同轴线的馈电点处固装阻抗匹配调节器，所述阻抗匹配调节器为一个金属片。

根据本发明的优选实施例，所述馈电网络与驱动辐射圆盘共面，并对驱动辐射圆盘进行双端口激励；同轴线对馈电网络进行馈电，所述馈电网络为T型分支结构，两个支路有四分之一波长的路径差，调节两个支路各自的长度和宽度用来调整两个支路的输入阻抗，使两个支路的输入阻抗相等，使两个支路输出振幅相等，相移90°的电磁波信号。