[发明专利]超带宽可集成读写器电路模块的UHF频段RFID读写器天线

说明书

技术领域

本发明涉及物联网技术中射频识别(Radio Frequency Identification，简称RFID)技术领域，特别涉及一种超带宽可集成读写器电路模块的UHF频段RFID读写器天线。

背景技术

物联网技术是继互联网技术之后，未来信息技术发展的重要方向。射频识别(Radio Frequency Identification，简称RFID)技术则是物联网的核心技术之一。RFID技术是利用无线信号进行非接触的双向通信，可以自动识别目标，获取目标相关数据和信息的技术。它在人类日常生活有广泛应用，可用于金融系统的身份识别、大型超市和仓库的物品管理、交通运输系统车辆监控、工业生产中的安全盟控和供应链管理、医疗卫生系统信息管理、图书档案管理及军事防御等诸多领域，可以极大的提高人类生产和生活的便捷性、安全性和效率，对中国建设资源节约型和环境友好型社会亦有极大的推动作用。

依据技术类型不同，工作距离在几十厘米到几十米范围内RFID系统可以工作在不同的频率，按照工作频率可以分为低频(LF，125～135KHz)、高频(HF，13.56MHz)、超高频(UHF，840～960MHz)和微波(MW，2.4～2.5GHz)等系统。LF和HF频段RFID技术均采用近场工作原理，当前已经比较成熟，在日常生活中，各种门卡、银行卡、公交卡等都是其具体应用，但由于近场电磁储能衰减很快，其读写区域和距离不大，通常在几十厘米的范围内。

UHF频段RFID系统依据各国标准不同，其工作频率主要分布在840～960MHz范围，对应工作波长在33cm左右，读写器天线的尺寸通常在十几到几十厘米量级或更大，读写器天线的尺寸从根本上决定了整个读写器系统的尺寸。

由于各国在UHF频段下，RFID系统的工作频率不同，约在840～960MHz范围内。通过设计高带宽的读写器天线，满足各国的频率标准，可以有效提高天线的通用性、便捷性，降低天线的制作和转换成本。因而高带宽、通用读写器天线设计也是国际上的研究热点之一。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种超带宽可集成读写器电路模块的UHF频段RFID读写器天线，以实现天线小型化并覆盖目前国际上的整个UHF频段。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明提供了一种超带宽可集成读写器电路模块的UHF频段RFID读写器天线，该读写器天线包括基板材料1、平面天线2、共面波导3、串联匹配电感4、对地并联匹配电容5和UHF频段RFID读写器电路模块6，其中：平面天线2在基板材料1的上表面，UHF读写器电路模块6及共面波导3在基板材料1的下表面，在上下表面印刷部件通过第一导电通孑L7实现电气连接；UHF频段RFID读写器电路模块6与平面天线2共地，通过基板材料1上的第二导电通孔7’实现共地连接，并且二者通过共面波导3实现连接和馈电。

上述方案中，所述平面天线2是由倒F型天线经由多次平面构型增加天线谐振长度后演变而来。

上述方案中，通过在倒F型天线的地平面边沿添加直角折形微带线，增加天线的谐振长度。通过在倒F型天线的地平面开矩形缝隙，在天线地平面边沿形成了微带线，进一步增加了天线的谐振长度。

上述方案中，通过在倒F原型天线的末端添加微带线并与直角折形微带线构成缝隙电容耦合；亦或通过缝隙间焊接集总电容元件，进一步增加耦合强度。通过在微带线上开矩形缝隙，提高天线的极化特性。

上述方案中，通过在天线上加载并联对地的叉指电容和串联折线电感，实现天线的精确阻抗匹配。

上述方案中，所述共面波导3由中心信号线301和两侧地平面302、303构成；所述UHF频段RFID读写器电路模块6经由共面波导3的中心信号线301及第一导电通孔7与平面天线2连接，对平面天线2实现馈电；所述共面波导3两侧的地平面302、303则通过第二导电通孔7’与平面天线2的地平面8连接。

上述方案中，所述串联匹配电感4为折线型，所述对地并联匹配电容5为叉指型，二者均通过印刷电路制作，用来实现对电感值、电容值的精确控制。对于串联匹配电感4，是通过改变线长、线宽及折线单元数目来改变电感值的大小；对于对地匹配电容5，是通过改变叉指电容的间隙、长度、叉指单元数目来改变电容值的大小。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：