[发明专利]一款应用于RFID的近场自适应聚焦天线及聚焦方法

权利要求书

1.一款应用于RFID的近场自适应聚焦天线，其特征在于：包括目标物体和天线阵列，所述天线阵列包括5个贴片天线单元，所述天线阵列为5×1的天线阵列；每一所述贴片天线单元的结构为：包括贴片天线、贴片天线支撑基板、金属探针、地板支撑基板和金属地，所述地板支撑基板贴合于金属地上表面，所述贴片天线支撑基板置于地板支撑基板上方，且不与地板支撑基板接触，所述贴片天线贴合于贴片天线支撑基板上表面，所述金属探针下端穿过地板支撑基板并连接金属地，所述金属探针上端穿过贴片天线支撑基板并接触贴片天线。

2.根据权利要求1所述的一款应用于RFID的近场自适应聚焦天线，其特征在于：所述贴片天线支撑基板和地板支撑基板均为Fr4介质基板，且介电常数均4.4，基板损耗均为0.02。

3.根据权利要求1所述的一款应用于RFID的近场自适应聚焦天线，其特征在于：所述贴片天线为开有互为对称的矩形槽的E形贴片天线，所述贴片天线的尺寸为42.5mm×41.5mm，所述矩形槽的尺寸是28mm×5mm。

4.根据权利要求2所述的一款应用于RFID的近场自适应聚焦天线，其特征在于：所述金属地在与金属探针连接的部位开设有一通孔，所述通孔内焊接有一SMA接头，所述金属探针为SMA接头向贴片天线方向的延伸。

5.根据权利要求1所述的一款应用于RFID的近场自适应聚焦天线，其特征在于：所述SMA接头通过连接线连接一矢量网络分析仪。

6.根据权利要求1所述的一款应用于RFID的近场自适应聚焦天线，其特征在于：所述贴片天线的谐振点为2.45GHz。

7.根据权利要求1所述的一款应用于RFID的近场自适应聚焦天线，其特征在于：所述贴片天线支撑基板的外径小于地板支撑基板的外径。

8.一种基于权利要求1所述的聚焦天线的聚焦方法，其特征在于：所述聚焦方法的具体步骤为：

（1）创建5*1天线阵列模型，通过矢量网络分析仪测量各个天线的输入反射系数,后将目标物体置于某一位置；

（2）将天线阵列的某个贴片天线单元设为接收天线，其他贴片天线单元作为发射天线，使用矢量网络分析仪通过SMA接头给天线阵列提供信号，发射天线接收来自矢量网络分析仪的信号并发射出去，通过矢量网络分析仪测量发射天线到该接收天线的传输系数，将测量得到的传输系数和代入广义本征方程，在本征方程中，，由于发射天线的各个单元匹配良好,所以该方程可以简化为特征方程,该特征方程的最大特征值就是最大传输效率 ,其对应的特征向量就是最优的激励分布,各元素的模值就是最佳激励振幅，特征向量各元素的相位就是最佳相位；

（3）再将其余贴片天线单元依次设为接收天线来分别得到传输效率，对比各个贴片天线单元作为接收天线时的传输效率后，确定最大传输效率的贴片天线单元为接收天线，以及确定该接收天线的位置，从而确定发射天线的分布；

（4）将对应最大传输效率的各最优激励赋给对应的各发射天线，可得各发射天线可在目标物体处聚焦；

（5）目标物体位置移动时，重复步骤（2）-（4）来使天线聚焦。