[发明专利]一种840/920MHz双频圆极化射频识别读写器天线及其阻抗匹配方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于双频频变复阻抗匹配技术的双频圆极化叠层微带天线，尤其涉及一种840/920MHz双频圆极化射频识别读写器天线及其阻抗匹配方法。

背景技术

射频识别(RFID，RadioFrequencyIdentification)技术是一种通过射频信号识别目标并读写相关信息的无线通信技术，已广泛应用于电子收费、货物识别和门禁系统等领域。不同的国家和地区为超高频RFID系统分配的工作频段是不同的。国际标准化组织ISO和国际电工委员会IEC推荐的RFID频段为860～960MHz。欧洲工作频段为865～868MHz，北美工作频段为902～928MHz，日本工作频段为952～955MHz，我国的工作频段为840～845MHz和920～925MHz。

天线作为RFID系统必不可少的信号收发装置，其性能好坏影响整个系统的性能。通常超高频RFID标签采用线极化天线，工程应用中要求读写器能够正确读写处于任何方向的标签，因此读写器应采用圆极化天线。微带天线由于成本低、体积小、重量轻、易加工、馈电结构灵活等优点，被广泛应用于RFID系统中。双频RFID系统为了降低成本、减小体积和提高质量，要求其圆极化定向读写器天线实现单体双频工作，以避免在系统中使用两个独立的天线。

由于我国RFID技术分配使用的频段与国际标准化组织ISO和国际电工委员会IEC推荐的860～960MHz频段并不完全一致，因此研制适用于我国超高频RFID频段的读写器天线，对于推进我国RFID技术的发展具有重要的意义。有鉴于此，确有必要提出一种可以实现单体双频工作并且同时覆盖840～845MHz和920～925MHz两个频段的双频圆极化微带天线。

发明内容

本发明提供了一种840/920MHz双频圆极化射频识别读写器天线，可以实现单体双频工作，在840～845MHz和920～925MHz两个频段内均取得了良好的圆极化轴比带宽和阻抗带宽，读写器天线增益大于5dBi；并具有成本低、易加工等优点，完全适用于我国RFID系统的技术指标要求；本发明同时提供了该读写器天线的阻抗匹配方法。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种840/920MHz双频圆极化射频识别读写器天线，包括叠层微带天线、耦合贴片、馈电探针、双频频变复阻抗匹配电路和输入连接器；其中：

所述叠层微带天线由自上而下依次平行设置的上层印刷电路板、中层印刷电路板和下层印刷电路板组成，各层印刷电路板之间设有空气层间隙；上层印刷电路板由上下贴合的上层椭圆环形贴片和上层介质板构成，中层印刷电路板由上下贴合的中层介质板和下层椭圆环形贴片构成，下层印刷电路板由上下贴合的下层介质板和地板构成；上层椭圆环形贴片的长轴垂直于下层椭圆环形贴片的长轴；

所述耦合贴片位于中层印刷电路板的上表面，馈电探针的一端连接耦合贴片，另一端连接双频频变复阻抗匹配电路，双频频变复阻抗匹配电路位于所述下层印刷电路板的上表面；双频频变复阻抗匹配电路包括依次连接的微带传输线一、微带传输线二、微带传输线三和50欧姆馈线，微带传输线一与微带传输线二之间设微带开路枝节一，微带传输线二与微带传输线三之间设微带开路枝节二，50欧姆馈线连接输入连接器的内导体。

所述上层印刷电路板、中层印刷电路板和下层印刷电路板由固定螺丝固定，各层印刷电路板之间的固定螺丝外设固定套，固定套的高度为相应空气层间隙厚度。

所述空气层间隙总厚度为35～40mm。

一种840/920MHz双频圆极化射频识别读写器天线的阻抗匹配方法，首先通过调节所述微带开路枝节一的长度和宽度，对读写器天线的低频段实现阻抗匹配；然后通过调节所述微带开路枝节二的长度和宽度，对读写器天线的高频段实现阻抗匹配。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明所述读写器天线可以实现单体双频工作，在840～845MHz和920～925MHz两个频段内均取得了良好的圆极化轴比带宽和阻抗带宽，读写器天线增益大于5dBi；并具有成本低、易加工等优点，完全适用于我国RFID系统的技术指标要求，对于推进我国RFID技术的发展具有重要的意义。

附图说明

图1是本发明所述读写器天线的侧视图。

图2是本发明所述读写器天线的俯视图。

图3是本发明实施例所述读写器天线的低频段驻波比图。

图4是本发明实施例所述读写器天线的高频段驻波比图。

图5是本发明实施例所述读写器天线的低频段圆极化轴比和增益图。