[发明专利]一种具有群读性能的螺旋近场天线

说明书

本发明公开了一种具有群读性能的螺旋近场天线，包括馈电层和螺旋天线层；馈电层包括馈电层介质基板（1）、设置于馈电层介质基板（1）上方的馈电电路（2）和设置于馈电层介质基板（1）下方的金属地板（5）；螺旋天线层包括天线层介质基板（3）和设置于天线层介质基板（3）上方的螺旋金属电路（4）；馈电电路（2）包括至少一个馈电单元（7），螺旋金属电路（4）包含至少一个四臂螺旋单元（8）；每一个馈电单元（7）包括四个馈电端口，分别输出相对相位为0度，90度，180度，270度的信号；馈电端口通过馈电铜柱（6）与四臂螺旋单元（8）进行连接。本发明使得近场天线群读标签的能力大幅增强，误读非读写区域标签的概率大幅减小。

技术领域

本发明涉及近场天线，特别是涉及一种具有群读性能的螺旋近场天线。

背景技术

UHF频段的RFID应用场景已经非常丰富多样，其基本组成部分为：读写器，读写天线，标签，其基本工作流程为：读写器发出命令使读写天线发射电磁波，标签接受电磁波后反射包含标签信息的电磁波，读写天线接受包含标签信息的电磁波，读写器获取标签信息。由此实现非接触式的身份信息识别。

但是，传统的UHF频段RFID应用一般都用于远距离，低数量目标的识别；例如在1到10米范围内识别10个左右的目标；而当目标标签位于天线的近距离空间，例如天线表面时，往往会存在部分区域完全无法读取标签，这种区域被称为“近场盲点”；同时，即使对单一标签不存在近场盲点的传统天线，在目标数量较多时，也无法将目标完全读取，例如放置100个目标标签，传统天线可能只能读取其中的50个；这两种问题都导致一个共同的缺陷：对标签的群读能力差；除此之外，传统天线还存在可读区域边界控制不精准的问题，例如我们在传统天线表面放置了10个待测目标标签，但在天线周围1米范围内若还存在其他的2个非目标标签，则此时传统天线可能会读取到12个目标，这种缺陷被成为“误读控制不理想”。

以上两种传统天线的缺陷：群读能力差、误读控制不理想，都严重制约了UHF频段的RFID在多种场景下的应用；例如：珠宝数量盘点对群读性能要求极高，传统天线无法满足要求；无人超市结账台对误读控制要求极高，一位顾客结账时不能读取到后面顾客手里的商品，传统天线无法满足该要求；档案管理对群读和误读控制要求都极高，不能漏读档案，也不能误读到旁边的档案，传统天线无法满足该要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种具有群读性能的螺旋近场天线，使得近场天线群读标签的能力大幅增强，误读非读写区域标签的概率大幅减小。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种具有群读性能的螺旋近场天线，包括馈电层和螺旋天线层；所述馈电层包括馈电层介质基板、设置于馈电层介质基板上方的馈电电路和设置于馈电层介质基板下方的金属地板；所述螺旋天线层包括天线层介质基板和设置于天线层介质基板上方的螺旋金属电路；所述馈电电路包括至少一个馈电单元，所述螺旋金属电路包含至少一个四臂螺旋单元；每一个所述的馈电单元包括四个馈电端口，四个馈电端口分别输出相对相位为0度，90度，180度，270度的信号；所述馈电单元的馈电端口通过馈电铜柱与四臂螺旋单元进行连接。

优选地，所述馈电单元包括第一功分器、第二功分器和第三功分器；所述第一功分器的输入端接收输入信号，第一功分器的输出端通过两段等长的微带线分别连接第二功分器和第三功分器的输入端；第二功分器的输出端分别连接第一微带线、第二微带线；第三功分器的输出端分别连接第三微带线和第四微带线；所述第一微带线、第二微带线、第三微带线和第四微带线分别输出相对相位为0度，90度，180度，270度的信号，且该四条微带线的末端作为馈电单元的四个馈电端口。

所述第一功分器、第二功分器和第三功分器均为威尔金森功分器。

优选地，馈电电路包括一个以上的馈电单元时，输入信号经功分器组将功率进行平均分配后，通过等长的微带线连接各个馈电单元。所述功分器组包括一个或多个威尔金森功分器。