[实用新型]一种低成本的宽带小体积高增益线极化天线

说明书

技术领域

本实用新型属于天线技术领域，涉及一种用高性能的宽带线极化天线设计方法。

背景技术

近年来，自动识别方法在许多服务领域、在货物销售与后勤分配方面、在商业部门、在生产企业和材料流通领域得到了快速的普及和推广。

几年前，条形码——纸带在识别系统领域引起了一场革命并得到了广泛应用。今天，这种条形码——纸带在越来越多的情况下已经不能满足人们的需求了。条形码虽然很便宜，但它的不足之处是存储能力小及不能改写。

一种技术上最佳的解决方案是将数据存储在一块硅芯片里。在日常生活中，具有触点排的IC卡(电话IC卡、银行卡等)是电子数据载体的最普遍的结构。然而，对IC卡来说，在许多情况下，机械触点的接通是不可靠的。数据载体与一个所属的阅读器之间的数据进行非接触传输将灵活得多。根据使用的能量和数据传输方法，我们把非接触的识别系统称作射频识别系统(RFID-Radio Frequency Identification)。因此，RFID是一种利用无线电波对纪录媒体进行读写，将射频技术与IC卡技术相结合并可用于远距离、动目标、无线识别的技术。

RFID系统在具体的应用过程中，根据不同的应用目的和应用环境，系统的组成会有所不同，但就其工作原理来看，系统一般都由应答器、阅读器和PC机组成。应答器应放置在要识别的物体上，可以发送和接收信息，可根据收到的操作命令作读/写等处理；阅读器是采集应答器信息并对应答器发出操作命令的装置，发出的命令包括读/写，选择，取消选择等命令。

天线作为一种接收和发射电磁波的设备，是无线通信和雷达系统中的一个关键部件，它是自由空间和传输线的接口，通常称为“电子眼”或“电子耳”。天线在各种无线电技术设备中的作用基本上是相同的。任何无线电技术设备都是通过电磁波来传送信号的，它必须有能辐射或接收电磁波的装置，天线就是这种装置，因此天线的作用首先就是辐射和接收电磁波。基于这样的前提，自从无线通讯技术的产生，天线便随之诞生了。

超高频的电子标签的频段是860MHz-960MHz，因此设计宽带的阅读器天线使其能够满足各个国家的通信频段，成为通用的产品而不是针对某个国家的频段是超高频阅读器天线设计的一个重要的性能指标。同时降低制作成本也是关键因素之一。

阅读器天线的小体积设计，可以方便实用，一般采用高介电常数的pcb板来设计天线，这样就增大了成本。现有技术的结构请看图1a和图1b，图1a是常规的微带线天线的斜视图，图1b是常规的微带线天线的侧视图。由图可以看出，现有技术中天线的辐射单元10是在pcb板的介质11上面，下面的背板12接地，它的面积越大天线的增益越大，通过移动溃电线13的位置来实现天线的阻抗匹配。

发明内容

本实用新型属于天线技术领域，目的在于设计一种高性能线极化天线。

天线的增益等于天线的方向性乘以天线的效率。本专利从天线的方向性和效率两个方面来增加天线的增益。微带天线中效率最高的介质层是空气隙，为此本专利采用空气隙的微带天线增大天线的效率，同时降低了天线的制作成本。天线的辐射单元使用不导电的物体支撑和固定在接地板上。

本实用新型的技术方案如下：

一种低成本的宽带小体积高增益线极化天线，其特点在于，在天线的辐射单元的四周、接地背板的上面设计与接地背板相连且垂直的边墙，其高度基本与所述的辐射单元持平；辐射单元通过支撑通孔连接尼龙螺丝和接地背板固定起来；在平直的长方形辐射单元的长边对称轴上开有一个U字型开槽，该U字型开槽的开口方向对应着辐射单元的长边；在U字型开槽底部的辐射单元的轴对称线上设有短路线条；溃电线条位于U字型开槽的内部、辐射单元对称轴上。

在所述接地背板上设计有固定通孔用于固定天线。

本专利通过天线的接地背板上设计与接地背板垂直的边墙，来增加天线的方向性，同时增大了天线的等效接地背板的面积，进而增加了天线的增益。接地背板上的边墙高度等于天线辐射单元和接地背板之间的距离。其边长略大于天线的长方形辐射单元。

在平直的长方形的辐射单元的长边对称轴上开了一个U字型开槽。U字型开槽的开口部分与天线辐射单元的长边垂直。天线溃电线条位于U字型开槽的开口处的辐射单元对称轴上。这样等效的增加了天线辐射片的面积，缩小了天线的体积的同时增大了天线的增益。

在U字型开槽的开口底部的天线辐射单元轴对称线上设计了导体片与天线的接地板相连，构成短路线条。进一步缩小了天线的辐射单元。