[发明专利]一种用于RFID系统的定位天线

说明书

本发明提供了一种用于RFID系统的定位天线，包括天线板，所述天线板包括上表面的辐射面和下面的介质板，所述辐射面设有两个轴对称的天线阵子，两个所述天线阵子的中心间距为λ/2。相对于现有技术，本发明具有以下优势：实现了增益高、覆盖范围大、隔离度高、天线覆盖范围内无盲点的精确定位天线。

技术领域

本发明涉及一种用于RFID系统的定位天线，它可用在无线射频识别(RFID)车道定位，电子标签定位等民用通信领域。

背景技术

射频识别(RFID)技术是一种利用射频通信实现的非接触式自动识别技术，它是用电磁波进行自动识别技术的总称。超高频RFID作为一项先进的数据采集和自动识别技术，已经在生产制造、物流管理、公共安全等领域成功应用。超高频RFID标签具有体积小、成本低、形状多样化、寿命长、容量大、可重复使用等特点，能够支持快速读写、移动识别、非可视识别、多目标识别、跟踪及定位管理。

基于超高频RFID技术的车道判别方法，利用布置于道路上的RFID阅读器读取贴在车辆上RFID标签的相关信息，获取车辆的车牌信息，并对车辆进行车道判别，从而获取道路上车辆信息，实现交通的实时管控。

定位功能是超高频RFID的一项重要的衍生功能，RFID标签由于其较小的体积和低廉的价格，将于运用到车辆的车道定位和判别中，具有较大的实用价值和应用前景。根据测量的特征量值，可将RFID无线定位算法分为以下几种：

1)基于接收信号强度(RSSI)。由于无线信号的传播有以下规律，接收端测得的信号强度越强，说明发送端距接收端距离越近，反之，接收端测得的信号强度越弱，则说明发送端距离越远，因此，基于信号强度衰减的方法可以测量收发距离。

2)基于传播信号的到达入射角(AOA)。信号的到达入射角可由接收机天线阵列测得，采用相关算法可得到角度方位线的交点，即标签的位置。该方法只适用于视距传输的情况。

3)基于传播信号的到达相位(POA)。在得到精确相位信息的基础上，可以计算出信号从发射到接收所经过的时间差，进而计算出发射端到接收端之间的距离。通过测量多个收发设备之间的距离，实现对标签进行定位。

在交通环境下，对车辆进行车道的定位判别，由于基于接收信号强度的定位方法需要获取精确的信道模型，而交通环境比较复杂，信道环境随时变化，所以基于接收信号强度的定位方法会有较大的误差；而基于传播信号的到达入射角的定位方法需要采用阵列天线，布置成本较高。

因此，采用基于传播信号的到达相位的定位方法(POA)对车辆进行车道判别，是一种较为可行的方法。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种用于RFID系统的定位天线，以实现增益高、覆盖范围大、隔离度高、天线覆盖范围内无盲点的定位天线。

本发明构思的原理为根据POA定位原理得到，如下：

1.相位差测入射角

由阅读器对电子标签发起正常的识别流程，由专用的接收定位器(包含天线+接收电路)对标签反射的信号进行解调和测量相位，通过计算相位差推算出标签偏离定位天线中轴线的角度θ。

如图1所示，采取一个天线发送，两个不同天线分别接收的方式，那么电磁波的传播路程差等于标签到天线的距离差：

体现到两个接收链路中，接收信号有相位差：

Ф＝-2πfR/C

ΔФ＝-2πf(R1-R2)/C

ΔФ＝2πf*L sinθ/C

ΔФ＝2πL sinθ/λ

Θ＝sin^-1(ΔФ*λ/2πL)