[发明专利]一种阻抗易匹配的圆极化UHF RFID读写器天线

说明书

本发明公开了一种阻抗易匹配的圆极化UHF RFID读写器天线，其特征在于：从下至上包括：互相平行的接地板、空气介质层、FR‑4介质基板、辐射贴片；所述辐射贴片为对角进行了正方形切角处理的正方形；所述辐射贴片包含了环形缝隙阻抗匹配单元；所述环形缝隙阻抗匹配单元距离辐射贴片左、右两侧的距离相等；所述环形缝隙阻抗匹配单元的内圆圆心为同轴馈电探针馈电点；所述同轴馈电探针通过接地板垂直馈电于辐射贴片。本发明提出的一种阻抗易匹配的圆极化UHF RFID读写器天线，能实现902～928MHz频段的圆极化覆盖，对应的‑20dB回波损耗带宽达到了108MHz(870‑978MHz)。本发明具有结构简单、易优化，圆极化和阻抗匹配实现相互独立的优点。

技术领域

本发明涉及RFID天线技术领域，尤其涉及一种阻抗易匹配的圆极化UHF RFID读写器天线。

背景技术

超高频射频识别技术(Radio Frequency Identification Of UltrahighFrequency，UHF RFID)凭借通讯距离远、通讯速率快、防碰撞能力强、成本低的优点，被大量应用在供应链管理、集装箱管理、航空及铁路包裹管理等领域。读写器天线作为UHF RFID系统的重要部件，在关键频段实现阻抗易匹配和圆极化特性，能简化天线优化设计的复杂度，提高系统识别线极化、低增益的无源标签的距离和灵活度，增加UHF RFID系统覆盖的国家和地区，和满足UHF RFID系统低成本要求。

圆极化天线即实现两幅度相等的正交线极化波，等同于两线极化波的辐射阻抗共轭匹配。然而天线的输入电阻包括了辐射阻抗和损耗阻抗，损耗阻抗的存在会增加天线的反射功率，降低天线效率。采用改变辐射阻抗的方式去抵消损耗阻抗，实现天线的阻抗匹配会直接影响天线的圆极化特性。

对于圆极化微带天线，其馈电方式分为同轴馈电和微带线馈电两种。对于同轴馈电的圆极化微带天线，其同轴馈电探针会引入感抗，为保证天线的圆极化特性，该感抗不能通过与天线辐射感抗相互抵消。面对本小段上述问题，现有一部分UHF RFID天线采取不处理方式，直接保留了同轴馈电探针引入的感抗，其存在阻抗匹配带宽窄的缺陷；一部分UHFRFID天线选择削减圆极化带宽的方式，去抵消同轴馈电探针引入的一部分感抗，存在圆极化带宽窄的缺陷；还有一部分UHF RFID天线为实现阻抗的良好匹配，选择加入额外的阻抗匹配层，带来的是天线结构复杂度的增加。

综上所述，在不增加天线结构复杂度的条件下，设计一款能覆盖UHF RFID关键频段的结构简单、输入阻抗易匹配的UHF RFID读写器天线是十分必要的。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种阻抗易匹配的圆极化UHF RFID读写器天线，该天线具有结构简单、圆极化、输入阻抗易匹配、圆极化频段易调节、圆极化与阻抗匹配实现相互独立的优点。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

1一种阻抗易匹配的圆极化UHF RFID读写器天线，包括了互相平行的接地板、空气介质层、FR-4介质基板、辐射贴片，和通过接地板垂直馈电与辐射贴片的同轴馈电探针。

2作为一种优选方案，所述空气介质层位于接地板和FR-4介质基板之间，起到了拓展天线圆极化和阻抗匹配带宽的作用。

3作为一种优选方案，所述FR-4介质基板位于空气介质层和辐射贴片之间，起到了便于辐射贴片敷设的目的。

4作为一种优选方案，所述辐射贴片为正方形，并在辐射贴片两对角上做正方形切角处理，实现目标频段的圆极化覆盖。

5作为一种优选方案，所述辐射贴片包含了环形缝隙阻抗匹配单元，环形缝隙阻抗匹配单元到辐射贴片左、右两侧的距离相等。环形缝隙阻抗匹配单元到辐射贴片上侧的距离，用于优化天线输入阻抗的实部；环形缝隙阻抗匹配单元的内圆半径和环形缝隙宽度，用于优化天线输入阻抗的虚部。