[发明专利]一种小型化高增益RFID读写器天线

说明书

本发明涉及一种小型化高增益RFID读写器天线，包括天线馈电板和安装在天线馈电板上的四个倒F天线单元，四个倒F天线单元围绕天线馈电板的中心对成分布，所述天线馈电板包括介质基材以及介质基材上下表面的金属层，其中下表面的是金属地层，上表面蚀刻有串馈微带线路。通过串馈微带线路和金属层与天线馈电板上方的四个倒F天线相连接，实现对四个天线单元等幅、90度旋转相位的馈电，可以在所需频段获得高增益的圆极化天线。本发明具有小型化、高效率的特点,非常适合应用于读写器等领域。

技术领域

本发明涉及一种小型化高增益RFID读写器天线，属于圆极化天线技术领域。

背景技术

超高频射频识别技术(UHF RFID)具有识别距离远、识别率高、传输速率高等显著优点,已经在物联网行业中得到了广泛的应用。RFID读写器通过天线与电子标签进行无线通信，可以实现对标签识别码和内存数据的读写操作。因此RFID读写器天线的性能对整个系统的互连。在各种应用场景中，往往希望得到更远的识别距离和更好的识别率，这就要求天线具有更高的增益；而作为一个手持设备，又往往希望天线的体积能够尽可能的小。根据天线的理论，天线的增益和带宽与天线的尺寸减缩存在一定的矛盾，因此开发具有小型化特征的高增益读写器天线技术显得非常必要。

目前行业内采用的读写器天线方案主要有两种：第一种是采用经典的陶瓷微带天线方案，采用单馈点微扰技术或者双馈点技术实现圆极化天线。这种方案的优点天线的剖面低尺寸较小，非常适合于设备的集成；缺点就是天线的带宽非常窄，天线的增益偏低而且方向图难以调整。第二种是采用多单元天线组合天线的方案，通过对每个单元赋予同样功率以及各个单元的相位做90度的旋转延迟技术来实现圆极化天线。这种方案的优点是天线增益相对微带天线更高，天线的带宽也更宽。缺点是尺寸相对微带天线要大许多，另外采用威尔金森功分器的馈电技术方案，形式比较复杂馈电的损耗也较大。

因此目前读写器天线的效率不佳，造成设备连接效率的降低和连接范围的减小，在实际的应用场景中带来了不便。

发明内容

针对上述问题，本发明主要是克服现有技术中的不足之处，提出一种小型化高增益RFID读写器天线。

本发明解决上述技术问题所提供的技术方案是：一种小型化高增益RFID读写器天线，包括天线馈电板和安装在天线馈电板上的四个倒F天线单元，四个倒F天线单元围绕天线馈电板的中心对成分布，所述天线馈电板包括介质基材以及介质基材上下表面的金属层，其中下表面的是金属地层，上表面蚀刻有串馈微带线路。通过串馈微带线路和金属层与天线馈电板上方的四个倒F天线相连接，实现对四个倒F天线单元等幅、90度旋转相位的馈电，可以在所需频段获得高增益的圆极化天线。每个独立的倒F天线单元可以通过弯折的方式减小所占面积。

进一步的技术方案是，所述串馈微带线路包括第一微带线、第二微带线、第三微带线、第四微带线，四个微带线首尾相连，并分别与四个倒F天线单元馈电。

进一步的技术方案是，所述第一微带线、第二微带线、第三微带线、第四微带线的阻抗均不相同，并且宽度和长度也有所不同。

进一步的技术方案是，所述倒F天线单元包括垂直段、接地段和水平段。

进一步的技术方案是，所述水平段为直线形式、折线形式、三角形状中的任意一种。

进一步的技术方案是，所述倒F天线单元由金属材料或PCB材料制成。

进一步的技术方案是，所述天线馈电板的形状是矩形、圆形、多边形中的任意一种。