[实用新型]一种近远场天线

说明书

技术领域

本实用新型涉及微波、无线通讯技术领域，具体涉及一种近远场天线。

背景技术

天线的场区，可以分为近场区和远场区。近场区和远场区具有不同的性质，相比较而言，近场区是距离天线较近的区域，远场区是距离天线较远的区域。利用天线近场特性的天线，称为近场天线，通信距离较短；利用天线远场特性的天线称为远场天线，主要应用于距离较远的通信。远场天线关注的重要指标之一，是增益；与之对应，近场天线关注的重要指标是电场(磁场)强度。

目前，现有技术的天线很难达到(远场)增益和(近场)电场强度(或磁场强度)都同时让人满意的程度。而在有些领域，例如无线射频识别(RFID)领域，有时需要电子标签在距离阅读器不同距离(包含近场区和远场区)时能够被稳定地读取。

为解决上述问题，现有技术通常的方法是：在近处(近场区)时采用近场天线，在远处(远场区)时采用远场天线。这样，至少要使用两副天线。这种方法至少有以下缺点：

一、两副天线的成本较一副天线高；

二、两副天线的安装空间较大，可能在某些情况下限制其应用；

三、近场天线和远场天线之间存在相互干扰，可能影响到信息的读取。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种近远场天线，通过将近场天线和远场天线合二为一，使得天线能够同时应用于近场区和远场区，并能同时达到较好的近场性能和远场性能。

为解决上述技术问题，本实用新型提供方案如下：

一种近远场天线，包括辐射器和馈电网络；

所述辐射器包括反射腔和固定在所述反射腔中的四副偶极子辐射元，所述反射腔为一个长方体的无盖金属盒，且所述反射腔的底面为一正方形的反射板；所述四副偶极子辐射元排列成一个正方形，且该正方形的四条边分别平行于所述反射板的四条边；

馈电网络是具有一个输入端和四个输出端的一分四的传输线网络，其中，

第一输出端通过使得所述输入端输入的微波信号的信号幅度变化量为第一幅度值、相位变化量为第一相位值的传输线，与第一偶极子辐射元连接；

第二输出端通过使得所述输入端输入的微波信号的信号幅度变化量为第一幅度值、相位变化量为第一相位值的传输线，与第二偶极子辐射元连接，所述第二偶极子辐射元与所述第一偶极子辐射元相对；

第三输出端通过使得所述输入端输入的微波信号的信号幅度变化量为第一幅度值、相位变化量为第一相位值与90度之和的传输线，与第三偶极子辐射元连接；

第四输出端通过使得所述输入端输入的微波信号的信号幅度变化量为第一幅度值、相位变化量为第一相位值与90度之和的传输线，与第四偶极子辐射元连接，所述第四偶极子辐射元与所述第三偶极子辐射元相对。

优选地，上述近远场天线中，所述馈电网络包括一个分配器，该分配器将所述一个输入端分别与所述四个输出端相连接。

优选地，上述近远场天线中，所述馈电网络贴合在所述反射板的外表面，所述输出端分别通过所述反射板上预先设置的穿孔与对应的偶极子辐射元连接。

优选地，上述近远场天线中，所述输出端的传输线为同轴电缆或微带线。

优选地，上述近远场天线中，所述输出端的传输线为同轴电缆时，该输出端的地线焊接在对应的偶极子辐射元的一个臂上，芯线焊接在对应的偶极子辐射元的另一臂上。

优选地，上述近远场天线中，对于连接到相对的两个偶极子辐射元的两个输出端，该两个输出端的传输线长度相等。

优选地，上述近远场天线中，所述反射腔的折边上设置有一射频接头，所述馈电网络的输入端与该射频接头相连。

优选地，上述近远场天线中，还包括天线罩，该天线罩与所述反射腔形成一个空间，且所述四个偶极子辐射元位于该空间内。

从以上所述可以看出，本实用新型提供的近远场天线，通过四个偶极子辐射元，组成一个不连续的方环天线，并在该方环天线上，将天线的馈点从一个增加到四个；再通过新颖的馈电网络保证了各偶极子辐射元的馈电幅度相同，使得方环天线上电流幅度在各处的分布尽可能一样，接近于理想的方环天线理论模型，从而达到比较好的近场天线的效果；并且，本实用新型采用了4个偶极子辐射元，并将辐射元拉开一定的间距，压缩了天线方向图的波束宽度，从而能够通过较小尺寸的天线达到现有技术中较大尺寸的板状天线的同样的增益；本实用新型的近远场天线能够同时用于近场区和远场区，无需分别安装两种天线，从而能够降低天线成本；并且，其性能、小型化方面优于目前业界的近场天线或远场天线。

附图说明