專利名稱：平面寬帶天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種平面天線，該平面天線具有被平坦構(gòu)造的內(nèi)部發(fā)射元件，該內(nèi)部 發(fā)射元件被外部發(fā)射元件包圍，其中內(nèi)部發(fā)射元件和外部發(fā)射元件分別具有饋電點(diǎn)。
背景技術(shù)：
這樣的天線在EP 1 437 792 Bl中作為用于汽車的空腔縫隙天線 (Hohlraumschlitzantenne)的一部分而被公開。內(nèi)部發(fā)射元件具有六角形的形狀。被構(gòu)造 為方形的用作接地導(dǎo)體的環(huán)包圍該內(nèi)部發(fā)射元件。對(duì)于不同的應(yīng)用、例如對(duì)于在UHF-RFID發(fā)射應(yīng)答器(Sadio-Erequency-Identifi cation (射頻識(shí)別))的情況下的使用而言，需要共面天線結(jié)構(gòu)的帶寬盡可能寬的實(shí)施方式。 用于當(dāng)前處于865MHz至960MHz的頻率范圍內(nèi)的UHF發(fā)射應(yīng)答器的讀取和寫入設(shè)備根據(jù)該 系統(tǒng)所應(yīng)用的國家的準(zhǔn)入規(guī)章而僅僅允許工作在一定的頻率范圍內(nèi)。應(yīng)當(dāng)利用發(fā)射應(yīng)答器 來識(shí)別的對(duì)象常常被跨國界地應(yīng)用。因此，具有大頻率范圍內(nèi)的識(shí)別作用距離的發(fā)射應(yīng)答 器是很重要的。僅當(dāng)發(fā)射應(yīng)答器的天線系統(tǒng)能夠給RFID半導(dǎo)體器件提供足夠的能量時(shí)，大 的識(shí)別作用距離才是可能的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所基于的任務(wù)是，提供一種上述類型的使得能夠進(jìn)行寬帶運(yùn)行的平面天 線。該任務(wù)通過如下方式來解決在內(nèi)部發(fā)射元件與外部發(fā)射元件之間存在連續(xù)或不 連續(xù)的間距變化，該間距變化關(guān)于內(nèi)部發(fā)射元件的對(duì)稱軸相同，并且其中外部發(fā)射元件與 內(nèi)部發(fā)射元件在兩個(gè)饋電點(diǎn)的區(qū)域中的間距與偏離這兩個(gè)饋電點(diǎn)的區(qū)域中的間距不同。通過該天線的實(shí)施方式，實(shí)現(xiàn)饋電點(diǎn)處的阻抗到自由空間的波阻抗的連續(xù)變換。 該連續(xù)變換導(dǎo)致工作頻率范圍內(nèi)的幾乎恒定的輻射特性。在此，外部發(fā)射元件也可以在偏 離所述饋電點(diǎn)的區(qū)域中斷開。本發(fā)明的一個(gè)特別有利的擴(kuò)展方案在于，內(nèi)部發(fā)射元件被構(gòu)造為等腰三角形的形 狀。因此，按照功率理論，獲得非均勻的發(fā)射元件。在此，替代于直的腰，這些邊緣也可以為 指數(shù)形式的走向?？梢詮膹膶贆?quán)利要求3至9中得知本發(fā)明的其它有利的擴(kuò)展方案。


下面根據(jù)附圖進(jìn)一步闡述本發(fā)明的實(shí)施例。圖1示出根據(jù)本發(fā)明的天線的第一實(shí)施方式，圖2示出根據(jù)本發(fā)明的天線的第二實(shí)施方式，圖3示出具有不連續(xù)輪廓的內(nèi)部發(fā)射元件的實(shí)施方式，圖4、5、6示出內(nèi)部發(fā)射元件的不同實(shí)施方式，以及
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圖7示出與芯片相連接的根據(jù)本發(fā)明的天線的布置。
具體實(shí)施例方式在圖1和2中示出根據(jù)本發(fā)明的平面天線1的兩個(gè)實(shí)施方式。天線1具有非均勻 的內(nèi)部發(fā)射元件2和包圍該內(nèi)部發(fā)射元件2的外部發(fā)射元件3，該內(nèi)部發(fā)射元件2在此被構(gòu) 造成等腰三角形，該外部元件3被構(gòu)造為閉合環(huán)。在根據(jù)圖1的實(shí)施例中，在三角形的內(nèi)部 發(fā)射元件2的底邊的中部設(shè)置有第一饋電點(diǎn)4，并且與該饋電點(diǎn)4相對(duì)地在被構(gòu)造為環(huán)的外 部發(fā)射元件3上設(shè)置有第二饋電點(diǎn)5。在根據(jù)圖2的實(shí)施例中，具有饋電點(diǎn)4的三角形的內(nèi) 部發(fā)射元件3的頂角直接與外部發(fā)射元件3的饋電點(diǎn)5相對(duì)。按照功率理論，所示三角形的內(nèi)部發(fā)射元件3是非均勻的發(fā)射元件，該內(nèi)部發(fā)射 元件的腰的走向不一定為連續(xù)的、而是也可以如圖3中那樣為不連續(xù)的走向。但是，內(nèi)部發(fā) 射元件3在此被完全填充的面也可以如圖4、5、6中所示的那樣具有不同形狀的空缺6、尤其 是例如縫隙。理想地，天線在一個(gè)頻率范圍內(nèi)的復(fù)阻抗和輻射特性是恒定的。在現(xiàn)實(shí)中，根據(jù)頻 率得出復(fù)阻抗的變化。在給定的頻率范圍內(nèi)該變化越小，則表明該實(shí)施方式的帶寬越寬。該 特性可以通過自相似或者自補(bǔ)的幾何結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。自相似的結(jié)構(gòu)在放大的情況下顯示出與 初始狀態(tài)下相同或相似的特性。因此，在此指的是內(nèi)部發(fā)射元件3與空缺的相似性，其中通 過利用閉合的或部分閉合的外部三角形環(huán)進(jìn)行限制而得出該空缺。該環(huán)必須在內(nèi)部發(fā)射元 件3的區(qū)域中是閉合的或連續(xù)的。內(nèi)部發(fā)射元件3的最大尺寸的伸展處于工作頻率的四分 之一波長的范圍內(nèi)。為了能夠以功率匹配的形式運(yùn)行根據(jù)所示實(shí)施方式的天線1和RFID芯片7 (Radio -frequency-Identification (射頻識(shí)別))或半導(dǎo)體，可以使用根據(jù)圖7的變換網(wǎng)絡(luò)8。以 虛線示出的與饋電點(diǎn)4、5相連接的變換網(wǎng)絡(luò)8是可選的，也就是說，在合適的半導(dǎo)體阻抗的 情況下，該連接在沒有集中的元件的情況下也是可能的。對(duì)于阻抗變換而言，對(duì)兩個(gè)饋電點(diǎn)4、5的定位也是至關(guān)重要的。實(shí)際的實(shí)施方式 要求將RFID芯片7放置在所示饋電點(diǎn)4、5之間，因?yàn)榻雍暇€產(chǎn)生RFID芯片與天線1之間 的電連接。應(yīng)當(dāng)針對(duì)外部發(fā)射元件3到RFID芯片的連接以及從該RFID芯片到平坦的內(nèi)部 發(fā)射元件2的連接實(shí)現(xiàn)最小幾何距離。優(yōu)選地，應(yīng)當(dāng)在對(duì)稱線的附近進(jìn)行這些連接。對(duì)于 阻抗匹配而言，必要時(shí)可以將對(duì)RFID芯片的定位以及RFID芯片到發(fā)射元件2、3的連接在 同樣得出最小幾何距離的位置處進(jìn)行。在實(shí)際中，同樣存在如下的殼體形式該殼體含有借 助于接合線從RFID芯片到連接面的連接并且被稱為可表面安裝的器件。對(duì)于該殼體技術(shù) (SMD，surface mounted device (表面安裝器件)，SMT，surface mountedtechnology (表面 安裝技術(shù)))而言，到發(fā)射元件2、3的連接的最小幾何距離同樣是有利的。在工作頻率范圍865MHz至930MHz內(nèi)，RFID半導(dǎo)體在其連接端口(Anschlusstor) 之間顯示出有損耗的容性阻抗特性。天線1在其饋電點(diǎn)4、5之間顯示出感性范圍內(nèi)的復(fù)阻 抗。在將RFID芯片和天線1相結(jié)合的情況下，容性和感性分量在最有利的情況下正好抵消。 如果天線1的感性分量不足以完全補(bǔ)償，則可以通過具有相應(yīng)地需要的感性分量的集中器 件或功率元件來添加相應(yīng)的分量。外部發(fā)射元件3-在此為環(huán)-被設(shè)計(jì)為在饋電點(diǎn)4、5的 區(qū)域中為連續(xù)的、即閉合的。
內(nèi)部發(fā)射元件2和外部發(fā)射元件3不必一定位于一個(gè)平面上。但是這對(duì)于實(shí)際的 轉(zhuǎn)換是有利的。根據(jù)本發(fā)明的天線1可以被安放在不導(dǎo)電的支承體上并且與金屬面相對(duì)。那樣的 話，利用根據(jù)本發(fā)明所設(shè)計(jì)的天線1可以獲得饋電點(diǎn)4、5之間的阻抗的變化，但是其程度比 具有相似尺寸的偶極子天線的情況下要小。
權(quán)利要求
一種平面天線(1)，具有被平坦構(gòu)造的內(nèi)部發(fā)射元件(2)，所述內(nèi)部發(fā)射元件(2)被外部發(fā)射元件(3)包圍，其中內(nèi)部發(fā)射元件(2)和外部發(fā)射元件(3)分別具有饋電點(diǎn)(4，5)，其特征在于，在內(nèi)部發(fā)射元件(2)與外部發(fā)射元件(3)之間存在連續(xù)或不連續(xù)的間距變化，并且所述間距變化關(guān)于內(nèi)部發(fā)射元件(2)的對(duì)稱軸相同，并且其中外部發(fā)射元件(3)與內(nèi)部發(fā)射元件(2)在兩個(gè)饋電點(diǎn)(4，5)的區(qū)域中的間距與在偏離所述饋電點(diǎn)(4，5)的區(qū)域中的間距不同
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面天線，其特征在于，所述內(nèi)部發(fā)射元件(2)被構(gòu)造為等腰 三角形的形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的平面天線，其特征在于，所述內(nèi)部發(fā)射元件(2)和所述外 部發(fā)射元件(3)處于同一平面中。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的平面天線，其特征在于，所述內(nèi)部發(fā)射元件(2)具有 空缺(6)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的平面天線，其特征在于，所述空缺(6)被實(shí)施為縫隙。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的平面天線，其特征在于，所述內(nèi)部發(fā)射元件(2)的縱 向伸展處于工作頻率的四分之一波長的范圍內(nèi)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的平面天線，其特征在于在RFID發(fā)射應(yīng)答器中的應(yīng)用。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的平面天線，其特征在于，所述外部發(fā)射元件(3)被構(gòu) 造為環(huán)。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的平面天線，其特征在于，所述外部發(fā)射元件(3)被構(gòu) 造為回路導(dǎo)體系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種平面天線(1)，其具有被平坦構(gòu)造的內(nèi)部發(fā)射元件(2)，所述內(nèi)部發(fā)射元件(2)被外部發(fā)射元件(3)包圍。兩個(gè)發(fā)射元件(2，3)分別具有饋電點(diǎn)(4，5)。在內(nèi)部發(fā)射元件(2)與外部發(fā)射元件(3)之間存在連續(xù)或不連續(xù)的間距變化，所述間距變化關(guān)于內(nèi)部發(fā)射元件(2)的對(duì)稱軸相同。外部發(fā)射元件(3)與內(nèi)部發(fā)射元件(2)在兩個(gè)饋電點(diǎn)(4，5)的區(qū)域中的間距與在偏離所述饋電點(diǎn)(4，5)的區(qū)域中的間距不同。
文檔編號(hào)H01Q13/10GK101904053SQ200780101963
公開日2010年12月1日 申請(qǐng)日期2007年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月17日
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