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1、(10)申请公布号 CN 104362426 A(43)申请公布日 2015.02.18CN104362426A(21)申请号 201410614908.1(22)申请日 2014.11.05H01Q 1/36(2006.01)H01Q 1/50(2006.01)H01Q 1/48(2006.01)(71)申请人上海大学地址 200444 上海市宝山区上大路99号(72)发明人孟春阳 彭昌友 任秀方 刘若然陈文涛(74)专利代理机构上海上大专利事务所(普通合伙) 31205代理人陆聪明(54) 发明名称一种宽频带的UHF RFID阅读器天线(57) 摘要本发明涉及一种宽频带的UHFRFID阅读。
2、器天线。它包括金属接地板、辐射贴片、馈电同轴线、金属支柱和馈电网络，辐射贴片、馈电网络和金属接地板呈层叠结构，所述馈电同轴线通过金属接地板中心穿孔和馈电网络单元电气连接，所述辐射贴片通过金属支柱固定在馈电网络上，起到引向器的作用，可提高天线增益。馈电网络由3个L型分支和4个开路枝节组成，4个金属支柱路径依次相差四分之一波长，相位依次相差90度，从而抑制TM02模、TM20模和TM11模，增加天线轴比带宽。该天线阻抗带宽为13%，轴比带宽为5%。在工作频率内，天线最大增益为9.4dB，具有较宽的覆盖范围和良好的圆极化特性。该天线覆盖超高频射频识别系统的常用工作频段，可用于850MHz-950MH。
3、z频段的RFID读写系统。(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书3页 附图4页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书3页 附图4页(10)申请公布号 CN 104362426 ACN 104362426 A1/1页21.一种宽频带的UHF RFID阅读器天线，其特征在于：共有三层结构，包括第一层的金属接地板（1）、第二层的馈电网络（2）和第三层的辐射贴片（3）；在所述金属接地板（1）的中心处开孔，通过馈电同轴线（4）将金属接地板（1）与馈电网络（2）相连；所述馈电网络（2）由三个L型分支（5）和四个开路枝节（6）组成；所述的辐射贴片（3）为圆形；所。
4、述的馈电网络（2）和辐射贴片（3）利用四个金属支柱（7）相连，四个金属支柱（7）分别位于四个开路枝节（6）上，方位角度依次相差90度。2.根据权利要求1所述的宽频带的UHF RFID阅读器天线，其特征在于：所述的金属接地板（1）使用不锈钢为材质，馈电网络（2）和辐射贴片（3）的材质选用铝，馈电网络（2）和辐射贴片（3）通过四个同样的金属螺钉穿孔固定。3.根据权利要求1所述的宽频带的UHF RFID阅读器天线，其特征在于：所述的金属接地板（1）与馈电网络（2）的间距和馈电网络（2）与辐射贴片（3）的间距不同，两个不同的间距以及材料的介电常数影响天线的谐振频率。4.根据权利要求1所述的宽频带的UH。
5、F RFID阅读器天线，其特征在于：所述辐射贴片（3）的半径通过如下公式计算得到：其中，是光速，是天线工作的谐振频率，是介质的相对介电常数。权 利 要 求 书CN 104362426 A1/3页3一种宽频带的 UHF RFID 阅读器天线技术领域0001 本发明涉及一种宽频带的UHF RFID阅读器天线。背景技术0002 射频识别技术（Radio Frequency Identication，缩写RFID），是利用无线射频传输方式，在阅读器和标签间建立非接触式双向通信的新型技术。在物联网日益盛行的今天，射频识别（RFID）技术发挥着它越来越巨大的作用。然而，每个国家都有着自己的UHF RFID。
6、频段，例如，中国的频段为840.5-844.4MHz和920.5-924.5MHz；欧洲为866-869MHz，南美和北美为902-928MHz；新加坡为866-869MHz和920-925MHz；日本为952-955MHz等，即UHF RFID的频带覆盖了840.5-955MHz的范围。因此，一个能覆盖整个频段（840MHz-960MHz）的RFID阅读器天线将有利于全球物联网事业的飞速发展。0003 由于标签摆放的散乱性会影响阅读器天线和标签天线间的极化馈电关系，多标签场景下，标签天线间的耦合干扰还会改变天线的工作频率。因而圆极化且宽频带的阅读器天线成为了RFID技术的一大需求。现国内外有。
7、采用共面波导馈电，分形结构，L形探针馈电，馈电网络，开槽曲流技术，形状奇异的辐射贴片等各种微带圆极化天线。其基本原理都是基于产生两个相互垂直的线极化电场分量，并使二者振幅相等，相位相差90度的思想。实现的方法主要有单馈法和多馈法，单馈法简单但频带窄；多馈法需要外加的功分网络，频带宽但不易小型化。发明内容0004 本发明的目的在于针对已有技术存在的缺陷，提供一种宽频带的UHF RFID阅读器天线，该天线工作频率为850MHz-950MHz，覆盖不同国家在超高频射频识别系统中的常用工作频段，可用于UHF RFID的读写系统。0005 为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种宽频带的UHF R。
8、FID阅读器天线，共有三层结构，包括第一层的金属接地板、第二层的馈电网络和第三层的辐射贴片；在所述金属接地板的中心处开孔，通过馈电同轴线将金属接地板与馈电网络相连；所述馈电网络由三个L型分支和四个开路枝节组成；所述的辐射贴片为圆形；所述的馈电网络和辐射贴片利用四个金属支柱相连，四个金属支柱分别位于四个开路枝节上，方位角度依次相差90度。0006 所述的金属接地板使用不锈钢为材质，馈电网络和辐射贴片的材质选用铝，馈电网络和辐射贴片通过四个同样的金属螺钉穿孔固定。0007 所述的金属接地板与馈电网络的间距和馈电网络与辐射贴片的间距不同，两个不同的间距以及材料的介电常数影响天线的谐振频率。0008 。
9、所述辐射贴片的半径通过如下公式计算得到：说 明 书CN 104362426 A2/3页4其中，是光速，是天线工作的谐振频率，是介质的相对介电常数。0009 本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：本发明天线工作于超高频波段，阻抗带宽为13%，圆极化轴比带宽为5%，增益为9.4dB，方向性比较好。本发明天线馈电网络与辐射贴片分离，通过金属支柱上下衔接的方式减小了天线尺寸；采用空气作为介质层，解决了微带贴片天线的高Q谐振特性，展宽了天线的阻抗带宽；采用4金属支柱的探针型馈电方式，使馈电网络的大部分与辐射贴片隔离，减小了虚假辐射，提高了天线的辐射效率；通过控制开路枝节的长。
10、度可以方便地实现左旋或右旋圆极化波。该天线覆盖不同国家在超高频射频识别系统中的常用工作频段，因此可应用于850MHz-950MHz频段的UHF RFID读写系统。附图说明0010 图1为宽频带的UHF RFID阅读器天线俯视图。0011 图2为宽频带的UHF RFID阅读器天线侧视图。0012 图3为馈电网络的结构图。0013 图4为辐射贴片的结构图。0014 图5为天线仿真S参数。0015 图6为天线轴比曲线图。0016 图7为天线增益方向图。具体实施方式0017 本发明的优选实施例结合附图详述如下：实施例1参见图1图4，一种宽频带的UHF RFID阅读器天线，共有三层结构，包括第一层的金属。
11、接地板1、第二层的馈电网络2和第三层的辐射贴片3；在所述金属接地板1的中心处开孔，通过馈电同轴线4将金属接地板1与馈电网络2相连；所述馈电网络2由三个L型分支5和四个开路枝节6组成；所述的辐射贴片3为圆形；所述的馈电网络2和辐射贴片3利用四个金属支柱7相连，四个金属支柱7分别位于四个开路枝节6上，方位角度依次相差90度。0018 实施例2本实施例与实施例1基本相同，特别之处是：所述的金属接地板1使用不锈钢为材质，馈电网络2和辐射贴片3的材质选用铝，馈电网络2和辐射贴片3通过四个同样的金属螺钉穿孔固定。0019 所述的金属接地板1与馈电网络2的间距和馈电网络2与辐射贴片3的间距不同，两个不同的间。
12、距以及材料的介电常数影响天线的谐振频率。0020 所述辐射贴片3是半径通过式（1）计算得到：（1）其中，是光速，是天线工作的谐振频率，是介质的相对介电常数。馈电网络2采用三个L型分支，使得相邻两金属支柱7间有四分之一的波长路径差，即式（2）所示：说 明 书CN 104362426 A3/3页5（2）从而在辐射贴片3上依次产生0度、90度、180度、270度的相位。由于位于同一轴线上的一对金属支柱7相位差为180度，各自所激励的TM01模或TM10模是同相叠加的，而TM02模和TM20模是相互抵消的，且不会激励TM11模，因而大大提高了天线的轴比特性。采用切角的方式形成四个开路枝节6的末端，引入。
13、了微扰，有利于调节辐射贴片3的馈电位置和天线的轴比带宽。该阅读器天线采用了四个金属支柱7的探针馈电方式，使馈电网络2的大部分与辐射贴片3隔离，减小虚假辐射，提高天线辐射效率，相比于微带馈电等其他方式，将形成更宽的带宽。图5为天线仿真S参数，从图中可看出S11-10dB阻抗带宽达到13%。图6为天线轴比曲线图，从图中可看出AR3dB的轴比带宽为5%，而且在工作频率920MHz处，天线的轴比大约为0.7dB。图7为天线增益图方向，在阅读器工作频率920MHz时，天线的增益高达9.4dB，且天线旁瓣较低，具有较好的辐射特性。说 明 书CN 104362426 A1/4页6图1图2说 明 书 附 图CN 104362426 A2/4页7图3图4说 明 书 附 图CN 104362426 A3/4页8图5图6说 明 书 附 图CN 104362426 A4/4页9图7说 明 书 附 图CN 104362426 A。