一種高增益窄波束圓極化陣列天線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于RFID系統(tǒng)中的一類口禁天線，尤其涉及一種具有高增益，窄波束 的陣列天線。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，射頻識別技術(shù)已廣泛的應(yīng)用于零售，物流，資產(chǎn)管理，貨物跟蹤等方面。與此 同時，也產(chǎn)生了各種應(yīng)用環(huán)境，各種不同需求的天線。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種能作為RFID系統(tǒng)口禁天線使用的高增益窄波束圓極化 陣列天線。為此，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：
[0004] 一種陣列天線，其特征在于它包括四個單元天線，所述單元天線由金屬地板和兩 層PCB板組成，一個功分器分出四路等幅同相信號，用于給四個天線單元饋電；四個單元天 線與功分器整體作為一個陣列天線。
[0005] 所述陣列天線中的每個天線單元增益可達7. 5化，四個單元組成陣列增益理論值 可達13. 5化，排除線損和功分器損耗，實測天線增益達12化W上。說明天線具有較好的增 益。
[0006] 所述的陣列天線采用雙層PCB板，上層實現(xiàn)圓極化，下層可展寬阻抗帶寬，優(yōu)化圓 極化性能。
[0007] 所述陣列天線與一分四功分器配合使用，功分器外接天線的四根同軸線長度相 等，W保證饋電信號等幅同相。
[0008] 所述陣列天線為一整體放置于出入口上方，避免了兩塊天線豎立于出入口處，也 有效節(jié)省了空間。
[0009] 所述陣列天線所能讀取標簽的理論距離可由公式
得到，其中A為工作波長，Pt為陣列天線發(fā)射功率，Gt(0，為陣列天線的增益，Gf(0,參 )為RFID標簽天線增益，Pth為激活RFID標簽芯片所需的最小功率，P為極化匹配因子，T 為標簽能量傳輸系數(shù)，〇《T《l，p取決于陣列天線與RFID標簽極化匹配情況，本發(fā)明的 陣列天線具有良好的圓極化性能，可W保證穩(wěn)定讀取標簽。
【附圖說明】
[0010] 圖1為本發(fā)明所提供實施例的結(jié)構(gòu)的俯視示意圖；
[0011] 圖2為本發(fā)明所提供實施例的結(jié)構(gòu)的主視示意圖；
[0012] 圖3為本發(fā)明的功率分配器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0013] W下結(jié)合附圖和實例對本發(fā)明作進一步說明：
[0014] 如圖1、圖2、圖3所示，本發(fā)明所提供的一種高增益窄波束圓極化陣列天線包括四 個單元天線，所述單元天線由金屬地板1和兩層PCB板2、3組成，一個功分器11分出四路 等幅同相信號，用于給四個天線單元饋電；四個單元天線與功分器11整體作為一個陣列天 線。下層PCB板2和上層PCB板3均由FR4材料作為介質(zhì)板。附圖標號6為下層PCB板的 饋電銅柱，附圖標號7為上層PCB板的饋電銅柱，附圖標號9為上層PCB板的支撐鉛柱，附 圖標號10為下層PCB板的支撐鉛柱，附圖標號12為陣列天線的天線輸入端，附圖標號13 為同軸饋線
[0015] 金屬地板上1固定四個給單元天線饋電的SMA頭，下層PCB板2上有蝕刻形成的 有型S型微帶線4,上層PCB板3上有蝕刻形成的圓極化微帶天線5,饋電銅柱6用于給下 層PCB板上的S型微帶線饋電，饋電銅柱7連接S型微帶線并給上層PCB板上的圓極化微 帶天線5饋電，四個單元天線由四個SMA頭8饋電，支撐鉛柱9用于將上層PCB板固定在金 屬地板1上，支撐鉛柱10用于將下層PCB板固定在金屬地板1上。
[0016] 本發(fā)明的工作原理如下：
[0017] RFID系統(tǒng)的閱讀器發(fā)出的信號經(jīng)功分器11分成四路等幅同相信號分別給四個單 元天線，每一個單元天線下層S型微帶線可W展寬天線阻抗帶寬，同時有效優(yōu)化了天線的 圓極化性能。S型微帶線再通過銅針（饋電銅柱）給上層圓極化微帶天線饋電。由于單個 單元天線的增益較小，組陣后天線增益明顯提高，送也使得天線半功率波瓣寬度變窄。而半 功率波瓣寬度變窄又滿足了口禁功能的要求。本發(fā)明替代了 W往在出入口的兩塊豎立的口 禁天線，有效節(jié)省了空間，此外，天線整體增益較大，具有遠距離讀取標簽能力，且半功率波 瓣寬度僅為18度，有效防止其他無關(guān)標簽的干擾。
【主權(quán)項】
1. 一種陣列天線，其特征在于它包括四個單元天線，所述單元天線由金屬地板和兩層 PCB板組成，一個功分器分出四路等幅同相信號，用于給四個天線單元饋電；四個單元天線 與功分器整體作為一個陣列天線。2. 如權(quán)利要求1所述的一種陣列天線，其特征在于，所述兩層PCB板采用FR4材料作為 基材板。3. 如權(quán)利要求1所述的一種陣列天線，其特征在于，所述功分器四個輸出端與天線單 元連接的同軸線長度相等。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種可用于門禁的高增益窄波束陣列天線，所述陣列天線天線由四個單元天線組成陣列，單元天線采用雙層PCB結(jié)構(gòu)，單元天線增益約7.5db，實測天線在902MHz~928MHz增益大于12db，駐波比均小于1.3，E面寬度18度，H面寬度88度。天線與一功分器相連，可視為一整體。本發(fā)明的陣列天線作為整體放在門禁處，常用門禁天線為一豎立于出入口處的兩塊天線，本發(fā)明可掛在出入口上方或埋在地下，有效節(jié)省了空間。
【IPC分類】H01Q1/38, H01Q21/00, H01Q21/24
【公開號】CN105633595
【申請?zhí)枴緾N201410591356
【發(fā)明人】商巍, 陳敏華, 王俊杰
【申請人】杭州中瑞思創(chuàng)科技股份有限公司
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2014年10月29日