[发明专利]一种分布均匀的超高频近场天线

说明书

本发明提供一种分布均匀的超高频近场天线，包括依次排列且平行设置的第一基片、第二基片和反射片；第一基片上设有近场天线，所述近场天线包括相互连接矩形部和馈电部，所述第一基片用于发射法向磁场；第二基片上设有按照矩阵排列的周期单元，每一周期单元包括分别从所述正方形四角引出的四条导线，同一列中，沿所述第一矩形到所述第二矩形的方向上，每一周期单元的导线宽度递减，导线间的间距递增；反射片，用于反射所述法向磁场，使所述法向磁场单向辐射。本发明提供的近场天线可单向辐射，信号强度高，同时通过周期单元的规格，使整个天线的辐射磁场均匀，避免对标签的读取距离不同的情况发生。

技术领域

本发明涉及近场天线领域，尤其是一种分布均匀的超高频近场天线。

背景技术

近十多年来，近场天线的应用越来越多，例如现在通信中比较流行的近场通信(NFC)，医学中的热疗和核共振成像，地下资源探测，材料性能测量及各种调制散射近场测量系统的散射探针等。近些年来由于单品级RFID应用的提出，可用于单品级RFID的UHF近场技术得到了广泛的关注。天线作为RFID系统的关键器件，直接影响RFID系统的性能，因此可用于UHF近场RFID系统的阅读器天线也得到了广泛的应用。在UHF近场RFID系统中阅读器天线与标签的耦合机制可以分为磁场耦合和电场耦合。磁场耦合又称为电感耦合，主要感应能量都存储在磁场中。自然界中，具有较高介电常数的物体非常常见，但是具有较高磁导率的物体却非常少。当采用电场耦合时，系统读取性能很可能受到很大的影响，而磁场耦合系统却始终具有较好的性能，因而在研究近场天线是，绝大多数研究人员选择了基于磁场耦合的UHF近场RFID技术。

现有的近场天线的辐射方向大多都是双向辐射，然而天线在读取RFID标签时，往往只需要向标签所在的方向辐射即可。因此，双向辐射，既造成了能源的浪费，同时对RFID标签的读取效果也不好。

发明内容

本发明提供一种分布均匀的超高频近场天线，旨在克服现有近场天线不能单向辐射的现状。

本发明采用了以下技术措施：

一种分布均匀的超高频近场天线，包括依次排列且平行设置的第一基片、第二基片和反射片；

第一基片上设有近场天线，所述近场天线包括相互连接矩形部和馈电部，所述矩形部包括第一矩形和第二矩形，所述第一矩形的面积小于所述第二矩形，所述馈电部位于所述第二矩形远离所述第一矩形的一侧，所述第一基片用于发射法向磁场；

第二基片上设有按照矩阵排列的周期单元，所述周期单元形成N行*M列，每一行周期单元平行于所述第一矩形和所述第二矩形的连接线；每一周期单元为正方形，每一周期单元包括分别从所述正方形四角引出的四条导线，四条导线关于所述正方形的中心成中心对称结构；同一行内，每一周期单元的导线宽度及导线间的间距相等，同一列中，沿所述第一矩形到所述第二矩形的方向上，每一周期单元的导线宽度递减，导线间的间距递增；

反射片，用于反射所述法向磁场，使所述法向磁场单向辐射。

作为进一步改进，每一导线包括顺序连接的第一连接部、第二连接部、第三连接部以及第四连接部；每一第一连接部分别设置在所述正方形的四个顶角；每一第二连接部靠近所述正方形的一边设置，且在延伸方向上与相邻的第二连接部的间距为P1；每一第三连接部垂直于与其相连的第二连接部，且在延伸方向上与相邻的第三连接部的间距为P1；每一第四连接部垂直于与其相连的第三连接部，且在延伸方向上与相邻的第四连接部的间距为P1。

作为进一步改进，每一周期单元内，所述导线的宽度P2与P1的和均相等。

作为进一步改进，每一周期单元内P2与P1的和的取值范围为4mm-5mm。

作为进一步改进，沿所述第一矩形到所述第二矩形的方向上的第一行的周期单元中，P1的取值范围为1.9mm-2.1mm，P2的取值范围为2.15mm-2.35mm。