[发明专利]一种读写区域可扩展的环阵列天线

说明书

本发明公开了一种读写区域可扩展的环阵列天线，包括介质板、环天线阵列、金属地、功率分配器、匹配电路和馈电端口；所述环天线阵列、所述功率分配器、所述匹配电路、所述馈电端口均设置在所述介质板的正面，且所述功率分配器分别与所述环天线阵列、所述匹配电路连接，所述馈电端口与所述匹配电路连接；所述金属地设置在所述介质板的背面，所述匹配电路与所述金属地连接；所述环天线阵列由多个环天线单元构成，通过调整所述环天线单元的数量和组阵方式实现所述环阵列天线的读写区域的扩展。采用本发明实施例，能够扩展读写区域，提高读写的准确率。

技术领域

本发明涉及天线技术领域，特别是指一种读写区域可扩展的环阵列天线。

背景技术

射频识别技术(Radio Frequency Identification，简称RFID)是一种通过无线射频方式进行非接触式的双向数据通信。RFID技术具有以下优势：自动识别目标对象，不需要可见光源；射频信号穿透外部材料直接读取，保护外包装，节省开箱时间；可以在恶劣环境中工作；读取距离远；支持写入数据；可同时处理多个标签。RFID技术被认为是21世纪最具发展前景的技术之一，在即将到来的物联网的世界里，RFID技术的应用必将上升到新的高度。

射频识别RFID系统一般由读写器和电子标签组成。读写器一般由RFID射频模块、控制单元以及环阵列天线组成。目前国际上广泛采用的频段分布于4种波段，低频(125KHz)、高频(13.56MHz)、超高频(850-960MHz)和微波频段(2.45GHz)。其中，UHF北美使用的频段是902-928MHz，欧洲使用的频段是865-868MHz，中国采用840-845MHz和920-925MHz作为UHF频段RFID系统的使用频段，无线发射设备的功率为1W。RFID系统中天线起着举足轻重的作用，不同的天线设计将导致RFID系统在读取距离、读写范围等多方面性能的差异。UHF频段的天线一般同时具有远近场的特性，既可以实现近场标签的读取，也可以实现远场标签的读取，因此近年来UHF频段读写器天线的设计成了热门领域。

现有技术中的读写器天线一般为单个环天线，通过在环中心获得一个均匀稳定的磁场来读写电子标签。但是，当环天线的周长增加时，环中心处距离环周长太远，导致环中心处的磁场很弱，使得环阵列天线在环中心出现读写空洞，从而无法实现射频标签的百分百读写。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种读写区域可扩展的环阵列天线，能够扩展读写区域，提高读写的准确率。

基于上述目的本发明提供的读写区域可扩展的环阵列天线，包括介质板、环天线阵列、金属地、功率分配器、匹配电路和馈电端口；

所述环天线阵列、所述功率分配器、所述匹配电路、所述馈电端口均设置在所述介质板的正面，且所述功率分配器分别与所述环天线阵列、所述匹配电路连接，所述馈电端口与所述匹配电路连接；所述金属地设置在所述介质板的背面，所述匹配电路与所述金属地连接；

所述环天线阵列由多个环天线单元构成，通过调整所述环天线单元的数量和组阵方式实现所述环阵列天线的读写区域的扩展。

进一步地，所述环天线阵列包括多条平行设置的主微带线，相邻两条主微带线之间设置有多对微带谐振器，且每对微带谐振器中的两个微带谐振器分别与所述两条主微带线对应耦合；

相邻两对微带谐振器及其之间的主微带线构成一个环天线单元，通过调整所述主微带线的条数和所述微带谐振器的对数实现所述环天线单元的数量和组阵方式的调整。

进一步地，每条主微带线的起始端与所述功率分配器连接，所述每条主微带线的末端开路；

所述每条主微带线从末端开始每间隔四分之一波长交替出现电流最大点和电流最小点；所述每条主微带线在每个电流最小点处呈弯折结构；

相邻两条主微带线之间每间隔半个波长耦合一对微带谐振器，且每条主微带线上的耦合区域为电流最大点和电流最小点之间的区域。