[发明专利]一种UHF RFID阅读器天线及切换方法

权利要求书

1.一种UHF RFID阅读器天线，其特征在于，包括：N臂馈电网络和N-1个射频开关；

所述N臂馈电网络包括相同且均匀分布在印制电路板正面的N个天线振子和功分移相网络，其中N为大于1的整数；

所述功分移相网络包括N等分功分器、N个相位延长线和N-1个相位补偿线，所述N等分功分器包括1个输入端口和N个输出端口，所述输入端口与UHF RFID阅读器的射频模块相连接，所述N个输出端口分别与所述N个相位延长线的一端相连接，用于提供N个振幅相同且相位相差360°/N的馈电；

所述N个相位延长线中的第一相位延长线的另一端与所述N臂馈电网络中的其中一个天线振子的馈电端相连接；

所述N个相位延长线中的其余N-1个相位延长线的另一端分别与所述N-1个射频开关的一端相连接，所述N-1个射频开关的另一端分别与所述N-1个相位补偿线的一端和UHF RFID阅读器的控制模块相连接，所述N-1个相位补偿线的另一端分别与所述N臂馈电网络中的其余N-1天线振子的馈电端相连接；

所述N个天线振子的接地端与所述印制电路板正面的参考接地端相连接；

当所述控制模块控制所述N-1个射频开关均断开时，形成振幅相同相位相差360°/N的第一组N臂馈电网络，当所述控制模块控制所述N-1个射频开关均连通时，形成振幅相同相位相同的第二组N臂馈电网络；

其中，所述N-1个射频开关中的每个射频开关包括：射频输入端口、两个射频输出端口和两个直流输入端口；

所述射频输入端口与对应的天线振子的馈电端相连接；

所述两个射频输出端口中的第一射频输出端口与对应的相位延长线的另一端相连；

所述两个射频输出端口中的第二射频输出端口与对应的相位补偿线的另一端相连接；

所述两个直流输入端口分别与所述阅读器的直流电源和所述UHF RFID阅读器的控制模块相连接；

当控制模块控制N-1个射频开关均断开时，相位补偿线不接入功分移相网络，形成振幅相同相位相差360°/N的第一组N臂馈电网络，当控制模块控制N-1个射频开关均连通时，接入相位补偿线，补偿相位，形成振幅相同相位相同的第二组N臂馈电网络。

2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述两个直流输入端口在所述控制模块的控制下，通过直流信号将所述UHF RFID阅读器天线切换至第一组N臂馈电网络或所述第二组N臂馈电网络。

3.根据权利要求2所述的天线，其特征在于，所述N-1个射频开关中每个射频开关的所述两个直流输入端口中的第一直流输入端口供电且所述两个直流输入端口中的第二直流输入端口断电时，所述第一组N臂馈电网络连通；

所述N-1个射频开关中每个所述第一直流输入端口断电且每个所述第二直流输入端口供电时，所述第二组N臂馈电网络连通。

4.根据权利要求1-3任一所述的天线，其特征在于，通过微带传输线形成所述N等分功分器、所述相位延长线和所述相位补偿线。

5.根据权利要求4所述的天线，其特征在于，所述通过微带传输线形成所述N等分功分器，包括：

通过微带传输线形成N-1个二等分威尔金森功分器，每个所述二等分威尔金森功分器包括两个输出端口和一个输入端口，连接所述N-1个二等分威尔金森功分器形成所述N等分功分器。

6.根据权利要求4所述的天线，其特征在于，所述通过微带传输线形成所述相位延长线和所述相位补偿线，包括：

根据所述微带传输线的工作波长λ₀、介电常数∈_r和高宽比h/W计算所述微带传输线的波导波长λ_g；

计算λ_g/N确定所述相位延长线和所述相位补偿线的长度。

7.根据权利要求4所述的天线，其特征在于，N＝2M，M为大于1的整数，且所述N个天线振子在所述印制电路板正面呈圆形排列。

8.根据权利要求7所述的天线，其特征在于，N＝4。