[发明专利]一种面向超市和仓储RFID系统的空分天线

说明书

技术领域

本发明属于移动通信系统和无线通信领域，具体涉及一种面向超市和仓储RFID系统的空分天线。

背景技术

无线射频识别技术(Radio Frequency Identification，RFID)，是近年来新兴的一种非接触式的自动识别技术，其基本原理是利用射频信号和空间耦合(电感或者电磁耦合)传输特性，实现对被识别物体的自动识别。在超市和仓储系统中，RFID技术能发挥重要的作用。现在尤其是大的面向仓储型的超市，在供货以及货源的补充上都要求有准确货物信息。

由于超市或者是仓储式的货架上商品的摆放很密集，如果是采用低频、超高频或者是微波频段系统的阅读器天线，都因其频段特性给实际应用带来诸多问题。因此考虑货架的层数较多，标签也较为密集的环境特点，采用空分覆盖的思想来设计一种工作于13.56MHz频率下的高频阅读器天线，即在阅读器提供有限功率的情况下，采用多个覆盖较小区域的多匝线圈的串/并组合来实现一个覆盖较大区域的阅读器天线。并采取多个阅读器天线，利用其有限的覆盖范围，根据天线所在位置信息定位。

发明内容

本发明的目的在于提供一种面向超市和仓储RFID系统的空分天线，实现结构简单、体积相对较小、重量轻、剖面低、成本低、易于集成批量加工。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种面向超市和仓储RFID系统的空分天线，包括介质基板8，位于介质基板8一面上的主辐射单元1-6，介质基板8另一面上的馈源端。

进一步，一种面向超市和仓储RFID系统的空分天线，所述主辐射单元1-6各为两匝梯形线圈，其中主辐射单元1和2、3和4、5和6各自串联成三个大线圈。

进一步，一种面向超市和仓储RFID系统的空分天线，串联后的三组大线圈再并联与馈线7相连，馈线7直接引入馈源端并与外部的阻抗匹配电路相连。

进一步，一种面向超市和仓储RFID系统的空分天线，介质基板8采用FR4材料，在主辐射单元1-6采用先串联后并联的空分思想下，对主辐射单元结构进行优化设计。

通过优化主辐射单元的形状规格参数及串并设计方案，最大限度的降低了天线对于多标签阅读的漏读率。

本发明主要是采用空分覆盖的思想来设计天线，即在阅读器提供有限功率的情况下，采用多个覆盖较小区域的多匝线圈的串/并组合来实现一个覆盖较大区域的阅读器天线。采用这种方案设计出来的阅读器天线不仅可以使阅读器具有阅读较大平面区域标签的能力，而且可使阅读器具有阅读立体空间标签的能力，同时能实现小电流，低功耗的效果。

由于HF频段天线的覆盖范围较小，因此需采用多天线以达到全区覆盖。货架的层数较多，标签也较为密集，考虑多层密布环境的特点，可以采用空分定位的方法。即采取多个HF阅读器天线，利用其有限的覆盖范围，根据天线所在位置信息定位。

同时，本发明介质基板采用PCB板常用的FR4材料，降低了制作成本，而且本发明具有高增益、损耗低、结构简单等特点，简易的匹配电路设计便于与其他电路集成，应用范围广泛。

附图说明

图1本设计天线结构的正面示意图。

图2同向电流与产生磁场的关系。

图3反向电流与产生磁场的关系

图4本设计天线匹配电路示意图。

图5本设计天线的S11参数图。

图中：1主辐射单元、2主辐射单元、3主辐射单元、4主辐射单元、5主辐射单元、6主辐射单元、7馈线、8介质基板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行进一步的说明。

图1为本设计的正面示意图。本实施例以13.56MHz空分天线为例进行说明。本实施例为一种面向超市和仓储RFID系统的空分天线，包括介质基板8，位于介质基板8一面上的主辐射单元1-6，介质基板8另一面上的馈源端。所述主辐射单元1-6各为两匝梯形线圈，其中主辐射单元1和2、3和4、5和6各自串联成三个大线圈，串联后的三组大线圈再并联与馈线7相连，馈线7直接引入馈源端并与外部的阻抗匹配电路相连。

本实施例天线在设计时应注意线圈中电流流向问题，在将多个独立的线圈组合起来时，可能存在一个磁场相互干扰的问题，如图2和图3所示。从图中可以看出，如果是电流同向，则两条导线就要尽量靠近；如果是电流反向，则两条导线之间要留出一定的距离，这样才可以保证电流产生的磁场不会被抵消。