[发明专利]一种UHF RFID阅读器天线及切换方法

说明书

本发明实施例提供一种UHF RFID阅读器天线及切换方法。所述天线包括：在印制电路板上均匀分布的N个相同的天线阵子、N等分功分器、相位延长线、相位补偿线和射频开关，N个天线振子、N等分功分器和相位延长线构成幅度相同且相位相差360°/N的第一组N臂馈电网络，N个天线振子和N等分功分器、相位延长线和相位补偿线构成幅度相同且相位相同的第二组N臂馈电网络，射频开关控制切换天线进入第一组N臂馈电网络模式或第二组N臂馈电网络模式。通过切换馈电网络模式，形成远场天线模式和近场天线模式的切换，在保持UHF RFID识读距离远的特点的同时，在不增加成本和系统复杂度的情况下，增大了近场区域的识读覆盖面积和近场场强强度。

技术领域

本发明实施例涉及天线技术领域，具体涉及一种UHF RFID(超高频射频识别)阅读器天线及切换方法。

背景技术

射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)是一种通过射频信号自动识别目标对象，并快速地进行物品追踪和数据交换的自动识别技术。RFID技术无须人工干预，可工作于各种恶劣环境，可同时识别多个标签，操作快捷方便，被广泛应用于仓储物流、图书管理、工业生产、交通、服装等领域。

图1为现有技术中RFID系统结构示意图，如图1所示，RFID系统主要由三部分组成：阅读器(Reader)、标签(Tag)和数据处理系统(Processor)，阅读器包括控制模块、射频模块和阅读器天线(Reader Antenna)；标签包括标签天线和标签芯片。

目前，RFID有四个工作频段，分别是：低频(LF：135KHz～134KHz)、高频(HF：13.56MHz)、超高频(UHF：860～960MHz)和微波波段(2.4GHz和5.8GHz)。UHF RFID技术具有同时读取多个标签、可多次读写、数据容量大、标签成本低、体积小、使用方便、可靠性和寿命高等特点，得到了广泛地应用。

UHF频段的标签天线大多采用偶极子天线形式，极化方向是线极化，为了识读各个极化方向的标签，传统的UHF阅读器天线通常采用圆极化天线，如四臂螺旋圆极化天线和微带圆极化天线等，其具有增益高，识读距离远等特点，通常可达10米。但其在近场区域(30cm以内)能量分布集中或不均匀，导致识读覆盖区域小或存在识读盲区，使UHF频段在近场或近场、远场均存在的场景的RFID应用中受到限制。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明实施例提供了一种UHF RFID阅读器天线及切换方法。

第一方面，本发明实施例提供一种UHF RFID阅读器天线，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UHFRFID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。