CN103000989A - 提供减小的后瓣菲涅耳区的微带天线 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种系统和方法，其提供一天线结构，该天线结构具有减小的后瓣菲涅耳区。实施例是一贴片天线结构，其中有一个或多个后瓣菲涅耳区缩小装置，用以大大减小该天线的后瓣菲涅耳区，而又不负面影响该天线的主瓣特性。后瓣菲涅耳区缩小装置被放置于或非常靠近后瓣菲涅耳区边界，如后瓣近场区/菲涅耳区边界。后瓣菲涅耳区缩小装置可以用于一个不停车收费系统的侧视射频读取器，以提供掩蔽信号而避免无意的询问应答器。

Description

提供减小的后瓣菲涅耳区的微带天线

【技术领域】

本发明涉及天线，特别涉及可以提供减小的背瓣菲涅耳场的微带天线（microstrip antenna）。

【背景技术】

各种形式的射频（RF）信号及通信已经在诸如无线语音及数据通信、监控、航空器及车辆识别、定位系统等等里使用多年了。不停车收费系统（ETC）是使用射频信号的一个最近的例子。ETC系统可以用于例如收费公路、桥梁、隧道、停车场等等的电子收费，所以消除或减少因为停车收费而造成的延迟。运行时，ETC系统识别通过收费点的车辆，并电子地从登记车辆车主的账号中扣除相应费用。

开放式道路收费系统（ORT）是一种ETC，其在收费点处不设置收费亭。因此，ORT的主要好处是用户可以以公路速度驶过收费点，而不需要停下来交费。这个ORT ETC的实施可以节省车辆时间、在收费机器处无需站点，因此允许以较高的平均速度行驶。除了给用户带来方便外，ETC也给私营企业建造和运营城市高速道路带来便利，也使在少数城区实施道路拥挤收费变得可行，以限制车辆在最拥挤的区域行驶。

大部分ETC系统的结构如ORT系统，都是在收费点处安置一个RF读取器，发射一个询问信号（如使用一个定向天线波束主瓣向某个特定收费车道发射询问信号），用以识别经过的车辆。相应地，每个参与ETC计划的车辆都会配备有应答器，以响应RF读取器的询问信号，而回复一个响应信号，用于识别相关的车辆和/或ETC账号。当车辆经过一个收费点被RF读取器的询问信号询问时，应答器的专设响应信号就被该RF读取器接收（如使用专用短程通信（DSRC）），然后被传递到中央计算机去计算相应费用（如基于特定的收费点、时间等等），并从登记用户的账号中扣除。因此，以上RF读取器和ETC应答器都是用于自动车辆识别（AVI）过程，所以收费车辆的身份是在收费点确定的。

但是，ETC系统在收费上并不总是没有错误的。例如，RF读取器需要放置在收费车道的一侧，主瓣对准并横过该车道（相对于RF读取器放置在头顶上的路标架上，主瓣向下对准该车道）以便容纳覆盖各种车辆结构（如从摩托车到双层巴士）。这种侧视RF读取器，可能会使天线波束主瓣不仅仅覆盖该特定收费车道（其中车辆应答器会被询问），还会覆盖到邻近车道（如现金车道、有自己RF读取器的收费车道、反向交通车道等等）。所以，这样一条邻近车道上的载有ETC应答器的车辆很可能被ETC错误收费（例如，现金车道上除了支付现金外还被电子收费了，被两个ETC收费车道上的RF读取器电子收费，虽然只行驶了一个方向却被收了两个方向的费用，等等）。

为了防止侧视的RF读取器询问与该RF读取器不相关车道上的应答器，在邻近车道之间建立RF屏，技术上是可能的。但是，这个RF屏并不提供理想的解决方案。例如，要想真正有效，在收费点通常需要该RF屏封盖该车道，这使得RF屏不切实际。而且，通常需要RF屏有孔洞以便能视觉穿过该屏，例如可以时不时看到收费工作人员穿过收费广场。

【发明概述】

本发明涉及的系统和方法提供具有减小的后瓣菲涅耳区的天线结构（减小到足以防止不需要的或不可接受的菲涅耳区内的信号通信）。本发明实施例包括一种贴片天线结构，其中有一个或多个后瓣菲涅耳区缩小装置用于减小改天线的后瓣菲涅耳区，又不负面影响该天线的主瓣特性（无论是远场区、菲涅耳区，还是近场区）。后瓣菲涅耳区缩小装置位于或非常靠近后瓣菲涅耳区的边界处（如位于后瓣近场区/菲涅耳区边界处）。或者另外，后瓣菲涅耳区缩小装置可以位于后瓣减小的菲涅耳场天线结构的后瓣菲涅耳区内的任何位置。

后瓣减小的菲涅耳场天线可以用于各种不同情况。例如，后瓣减小的菲涅耳场天线可以用于ETC系统的侧视RF读取器，以提供掩蔽信号而避免无意的询问应答器（如收费车道上装有侧视RF读取器，而邻近收费车道的一条车道上的应答器被询问AVI及收费）。后瓣减小的菲涅耳场天线被侧视放置，使得主瓣发射掩蔽信号覆盖一个掩蔽区域（如一部分上述邻近车道），而减小的后瓣菲涅耳区防止了掩蔽信号干扰侧视RF读取器正常地对应答器的询问。

前述已经相当广泛地阐述了本发明的特征和技术优势，由此将更加容易理解以下本发明的详细描述。本发明的其他特征和优势将在其后描述，此构成本发明的权利要求部分。本领域普通技术人员应该理解，在此披露的概念和特定实施例可以作为一个基础，用来修改或设计其它结构来执行本发明的相同目的。本领域普通技术人员也应该认识到，这种等同的构造没有脱离由所附权利要求阐述的本发明精神和范围。被看作本发明特征的新颖性特征，无论是其组织还是运行方法，与其它目的和优势一起，通过以下的描述并结合附图，将会得到更好的理解。但是，需要强调的是，每个附图仅是用作描述和叙述，并不是意图限制本发明。

【附图说明】

为了更完整地理解本发明，现结合附图参照以下的描述，其中：

图1A和1B是定向天线结构的信号增益方位图；

图2显示天线波瓣的辐射场型区；

图3A和3B显示本发明实施例的后瓣减小的菲涅耳场天线。

图4显示本发明实施例的具有后瓣菲涅耳区缩小装置的定向天线结构的信号增益方位图，以及不具有后瓣菲涅耳区缩小装置的定向天线结构的信号增益方位图；

图5显示本发明实施例的包括后瓣菲涅耳区缩小装置的天线单元；

图6显示一个不停车收费系统的开放式公路收费结构，其中侧视无线射频读取器位于一个收费点用于识别途径车辆；

图7显示本发明实施例的包括一个后瓣减小的菲涅耳场天线结构的天线单元，用以在不停车收费系统的开放式公路收费结构中提供对询问信号的受控掩蔽。

【发明详述】

图1A和1B显示了典型的定向天线结构的信号增益方位角图，如天线场型100A和100B。例如，在所示实施例里能提供如天线场型100A代表的信号增益的天线，可以是一个微带贴片天线结构。从天线场型100A和100B的特征中可以看到，该天线具有高度方向性，其中有很高的前后比（即主瓣增益幅度对后瓣增益幅度的比值，或者是沿天线轴向具有最高增益的瓣对与天线轴向正交的具有较低增益的瓣的比值）。具体地，在图1A所示的实施例中，主瓣110A的峰值111A大约是7dB，而后瓣120A的峰值121A大约是-15dB，因此前后比大约是22dB。图1B所示结构的主瓣110B的峰值111B和后瓣120B的峰值121B，有着相似的高前后比，其中前瓣和后瓣有更清晰的分界。

可以理解的是，尽管后瓣相当小，但是和许多典型的定向天线一样，天线场型100A和100B仍然是包括一个明显的后瓣成分。不指向天线轴向的天线波瓣，如上述的后瓣，会产生不需要的信号通信（即在天线的那些区域和方向的信号通信是不想要的或不需要的）。因此，有需要控制（即大大减少）一个或多个这样的天线波瓣。

图2显示天线波瓣（如主瓣110A、110B和后瓣120A、120B）内的辐射场型区。从图2种可以看到，辐射场型包括多个辐射区。具体地，瑞利（Rayleigh）或近场辐射区是在从天线表面到距离天线表面大约λ/2π处的天线场型区内，菲涅耳（Fresnel）场辐射区是从距离天线表面大约λ/2π处到距离天线表面大约2D²/λ处，弗朗荷费（Fraunhoffer）或远场辐射区是从距离天线表面大约2D²/λ处到距离天线表面大约(2D²/λ)+λ处，其中λ是辐射信号的波长，D是天线本身的长度（根据实施例，D≤10λ或D≤5λ）。近场的特点是没有辐射发生，近场是纯感应场（如近场有信号存在，但是不能传播到远离天线），因此随着离天线的距离增加，就会快速地衰落。相反，远场的特点是该场是纯辐射场，所以对该场没有感应，因此随着离天线的距离增加，衰落得更慢。菲涅耳场的特点是，它是近场和远场之间的过渡区，因此兼有感应场和辐射场两种特征。

近场区通常是离天线很近的范围，因此在很多情况下可以忽略不计（除非使用近场通讯（NFC）、无线射频识别（RFID）、和核磁共振成像（MRI））。但是菲涅耳区则离天线有一段距离，在一些情况下是有用的。例如，当在2.5GHz频率范围运行时，天线（如一个微带贴片天线）的菲涅耳区就出现在后瓣辐射场型大约离天线表面0.02米到0.8米的范围内。因此菲涅耳区在通讯、干扰、电磁波能量吸收率（SAR）等等上是有影响的。但是，菲涅耳区是一个混合区，兼有感应场和辐射场两种特征，这使得菲涅耳区非常难以分析和理解。

本发明实施例提供一个天线结构，包括一个或多个后瓣菲涅耳区缩小装置，其提供一个减小的后瓣菲涅耳区（诸如大大地缩小了，防止在该菲涅耳区内出现不需要的或不可接受的信号通讯）。图3A和3B显示后瓣减小的菲涅耳场天线结构。具体地，图3A显示后瓣减小的菲涅耳场天线300的侧视图，而图3B显示后瓣减小的菲涅耳场天线300的前视图。

所示实施例的后瓣减小的菲涅耳场天线300包括天线元件310，其在一个特定RF频带范围内谐振（如在一个千兆赫兹的频率范围内，例如在从2.4GHz到2.5GHz的频带上），用于发射和/或接收信号。例如，天线元件310可以是一个微带贴片天线结构，其中导体平面311（如与信号通讯电路连接的铜片）与接地平面312并置（如铜片与地相连接）并通过一介电材料（如FR-4印刷电路板材料、绝缘支架、空气等等，图3中并未显示）相分开。所示实施例的导体平面311有一天线长度D（如导体平面311是一导体正方形，边长为D）。这样的微带贴片天线结构可以提供如图1A中天线场型100A的天线增益。

所示实施例的后瓣减小的菲涅耳场天线300包括后瓣菲涅耳区缩小装置320，其能大大减小该天线的后瓣菲涅耳区，但又不负面影响该天线的主瓣特征（无论是远场、菲涅耳场，还是近场）。本实施例的后瓣菲涅耳区缩小装置320置于天线元件310之后距离d处。例如，本实施例的后瓣菲涅耳区缩小装置320置于或非常靠近后瓣近场/后瓣菲涅耳区边界，因此d≈λ/2π(如d=λ/2π±5%)。根据本发明优选实施例，选择距离d要使得后瓣菲涅耳区缩小装置320位于后瓣菲涅耳区内（如λ/2π≤d≤2D²/λ）。

尽管图3A和3B的实施例显示了单个后瓣菲涅耳区缩小装置，但是本实施例的后瓣减小的菲涅耳场天线结构可以有多个后瓣菲涅耳区缩小装置。每个后瓣菲涅耳区缩小装置都可以放置在该后瓣减小的菲涅耳场天线结构的后瓣菲涅耳区内的任何位置。这个后瓣菲涅耳区缩小装置可以以天线运行频率周期地相应放置（如放置的分开距离为信号波长（λ）或其分数），可以放置在提供最佳结果（如后瓣菲涅耳区缩小的最大化、主瓣性能影响的最小化）的位置上，等等。根据本发明的一个实施例，第一后瓣菲涅耳区缩小装置放置在第一后瓣菲涅耳区边界处（如后瓣近场和后瓣菲涅耳区之间的边界），第二后瓣菲涅耳区缩小装置放置在第二后瓣菲涅耳区边界处（如后瓣菲涅耳区和后瓣远场之间的边界）。

后瓣菲涅耳区缩小装置320最好能大大减小天线元件310的后瓣菲涅耳区，但又不改变天线性能（如S-参数和前后比仍然保持不变）。例如，尽管天线元件310增加了后瓣菲涅耳区缩小装置320可以大大减小后瓣菲涅耳区，但是其天线场型和没有后瓣菲涅耳区缩小装置320的天线元件310的天线场型并没有太大改变，如图4所示（其中天线场型410是没有后瓣菲涅耳区缩小装置320的天线元件310的方位增益，天线场型420是有后瓣菲涅耳区缩小装置320的天线元件310的方位增益）。

本实施例的后瓣菲涅耳区缩小装置320包括一地平面（如与地连接的导体平面），其与菲涅耳区的感应和辐射信号特性相互影响，大大减小天线场型中菲涅耳区的出现。例如，除了如上所述的在天线场形的后瓣菲涅耳辐射区内提供接地导体平面，还可以改变后瓣菲涅耳区缩小装置的尺寸和形状以与菲涅耳区的感应和辐射信号特性相互影响，而减小天线场型中菲涅耳区。因此，图3A和3B所示实施例的后瓣菲涅耳区缩小装置的形状对应该天线元件的形状。实施例的后瓣菲涅耳区缩小装置320的尺寸比对应天线元件310的尺寸（根据实施例，后瓣菲涅耳区缩小装置的长度是1.05*D或1.10*D）稍微大一些（如大5%或10%），以最优化与菲涅耳区的感应和辐射信号特性相互影响。或者另外，实施例的后瓣菲涅耳区缩小装置可以配合最小化后瓣菲涅耳区缩小装置上的峰值电流，因此更有效地与菲涅耳区的感应和辐射信号特性相互影响。

实施例的后瓣菲涅耳区缩小装置320可以在其上有一损耗铁氧体涂层（lossy ferrite coating），以最小化该后瓣菲涅耳区缩小装置上的峰值电流。或者另外，实施例的后瓣菲涅耳区缩小装置320可以在其上有超材料（metamaterial，如具有结构特性诸如周期性宏观蘑菇（periodicmacroscopic mushroom）或其他形状结构的工程材料），以最小化该后瓣菲涅耳区缩小装置上的峰值电流。也可以使用其他技术，如在后瓣菲涅耳区缩小装置的导电平面上合适地设置缝隙，用于最小化后瓣菲涅耳区缩小装置上的峰值电流，以更有效地与菲涅耳区的感应和辐射信号特性相互影响，而大大减小天线场型中菲涅耳区。

应该理解，后瓣菲涅耳区缩小装置320的结构除了以上所述的减小后瓣菲涅耳区外，还可以用于提供其他功能性。例如，后瓣菲涅耳区缩小装置320的后表面（与天线元件310相背的表面）可以作为电路安装的支撑，如提供信号到天线元件310或从天线元件310接收信号的电路。相信该电路支撑结构特别适合采用上述设置以最小化后瓣菲涅耳区缩小装置的峰值电流的地方（如通过使用损耗铁氧体），因为提供了高度紧凑型结构，其中电路对天线性能有极小或没有影响。

根据本概念的后瓣减小的菲涅耳场天线结构除了上述的天线元件和后瓣菲涅耳区缩小装置外还可以包括感应元件。例如，所示实施例的后瓣减小的菲涅耳场天线300包括底板330。底板330提供一与天线元件310相关的反射器，以提高天线结构的方向性，而改进主瓣远场的运行，这是公知现有技术。重要的是，虽然后瓣菲涅耳区缩小装置320置于天线元件310和底板330之间，但是对与天线元件310相关的底板330的运行几乎没有影响。也就是说，后瓣菲涅耳区缩小装置320被设置以除了影响后瓣菲涅耳区外，对后瓣减小的菲涅耳场天线300运行方面的影响达到最小化。

后瓣减小的菲涅耳场天线300的一个示例性的单元结构如图5所示为天线单元500。图5所示的实施例是个相当紧凑的结构，其中外壳510围住天线元件310的导体平面311和地平面312，以及后瓣菲涅耳区缩小装置320，其上有信号传输电路520。外壳510最好是一个防风雨的、RF透明外壳，以保护和容纳以上部件。所示实施例的底板330置于外壳510之外，诸如因为其尺寸和/或离天线元件的间隔（如提供一个更小的外壳尺寸以容纳最需要保护的部件）。应该知道，单元结构如单元500非常适合各种情况的应用，无论是提供无线数据通信，还是AVI应用等等。

实施例的后瓣减小的菲涅耳场天线300特别适合的一个应用就是ETC系统运行。例如，后瓣减小的菲涅耳场天线300可以用于ETC系统的侧视RF读取器，以提供一掩蔽信号（masking signal），用于避免应答器无意的响应（如收费车道的侧视RF读取器询问应答器用于AVI及收费，邻近收费车道的一条车道里的应答器响应）。

参见图6，显示了ETC系统的ORT结构，其中RF读取器611置于收费点，用于识别参与收费处理系统615的过往车辆而进行收费。RF读取器611可以包括一个单元，其外壳罩住一天线及其电路，以在收费点的一个区域内发射一询问信号，如询问信号主瓣612向一部分收费车道601发射询问信号。当车辆621经过收费点时，应答器613被询问，然后提供响应信号和识别信息给收费处理系统615，用以识别车辆621和/或相应的ETC帐户。收费处理系统615可以包括一基于处理器的系统和相应指令集，以合适运行从来自应答器的信息而识别车辆和/或ETC用户帐号，计算合适的费用（如基于特定收费点、时间等等），并记入登记用户的帐号。

但是应该知道，图6所示结构的RF读取器611置于收费车道的侧边（如侧视结构），询问信号主瓣612覆盖穿过车道601，能容纳大部分的车辆结构（诸如从摩托车到双层巴士）。这个侧视RF读取器结构使得询问信号主瓣612除了覆盖收费车道601外还覆盖邻近车道602。因此，驶过邻近车道602的车辆622的应答器614也可能被RF读取器611询问，虽然不是在RF读取器611运行收费的收费车道601内行驶，车辆622仍然不正确地被收费处理系统615收费了。

虽然也可以将RF读取器611重新摆位使它不覆盖邻近车道602，但是这种RF读取器的摆位处理通常是不希望的。例如，布置RF读取器611使得允许相当大车辆诸如双层巴士的通过又避免覆盖邻近车道602，这会很可能未能合适覆盖收费车道601，所以未能询问行驶在收费车道上的应该被识别而收费的车辆应答器。运行ETC的收费公路管理局特别不愿意采用可能会少收大量费用的系统结构。类似地，他可能会采用收费处理系统615的一套指令集（如软件），以防止双重收费情况（例如，车辆622在邻近车道602内的收费地点，在时间上很接近在车道601内的收费）。但是，运行ETC的收费公路管理局也不愿意对他们的测试和运行系统完全改变。

本发明实施例利用后瓣减小的菲涅耳场天线结构提供一掩蔽信号，避免不正确的收费，而又不需要改变现有ETC基础设施。例如，如图7所示，天线单元500包括后瓣减小的菲涅耳场天线300，置于侧视结构，使得掩蔽信号主瓣751覆盖邻近车道602的掩蔽区（如也被询问信号主瓣612覆盖的一部分邻近车道），掩蔽信号防止邻近车道602内的应答器被RF读取器611询问。例如，天线单元500的信号传输电路520可以提供一载波或其他信号（如在和RF读取器611发射的询问信号相同的频带或通道内运行的信号）以产生与询问信号相关的干扰，从而阻止RF读取器611在掩蔽信号主瓣751区内询问应答器。

从图7所示的结构应该知道，天线单元500的后瓣752是侧视结构，其指向收费车道602，至少部分覆盖收费点的询问区（如后瓣752覆盖部分收费车道601）。所以行驶在收费车道601上的车辆621的应答器613可能会被天线单元500发射的掩蔽信号覆盖道。但是，天线单元500使用后瓣减小的菲涅耳场天线300。如上讨论的，后瓣减小的菲涅耳场天线300使用后瓣菲涅耳区缩小装置320，大大减小了后瓣菲涅耳区752。例如，对于运行在2.5GHz频率范围附近的ETC系统，后瓣减小的菲涅耳场天线300的菲涅耳区大概在离天线后表面约0.02米到0.8米的区域（即这样一个区域，当车辆621行驶在收费车道601上，应答器613置于车辆621的右侧时，可以通过）。根据本概念，使用后瓣菲涅耳区缩小装置结构，上述掩蔽信号在该后瓣菲涅耳区大大减少了（大大减少以避免不希望的掩盖行驶在收费车道601上车辆上正常安装的应答器）。因此，车辆621载有的应答器613希望能驶过其中掩蔽信号大大减少了的后瓣752的区域，所以允许RF读取器611正确地询问应答器613，而防止了RF读取器611询问行驶在邻近车道602上的车辆622的应答器614。

应该知道，虽然此实施例中的后瓣菲涅耳区缩小装置320几乎不影响后瓣远场区，甚至当应答器613安装在车辆621的另一侧（如安装在车辆右侧而不是如图7所示的在车辆的左侧）时，也希望RF读取器611能正确地询问应答器。也就是说，希望收费车道601右边部分掩蔽信号的信号强度非常弱（如由于传播损耗、合适的天线前后比等等），而希望收费车道601右边部分询问信号的信号强度要非常高。因此，后瓣减小的菲涅耳场天线被设置以仅在收费点部分区域降低掩蔽信号，否则该处的询问信号可能会被掩蔽信号掩盖。

尽管在此已经结合ETC系统的使用进而描述了后瓣减小的菲涅耳场天线的实施例，应该理解后瓣减小的菲涅耳场天线还可以应用在各种情况下。例如，后瓣减小的菲涅耳场天线结构可以应用在无线网络安全实施中，其中后瓣减小的菲涅耳场天线用于提供掩蔽信号到不需要无线网络通讯的区域，而减小的后瓣菲涅耳场区可以方便其他区域的期望的无线网络通讯。另外，后瓣减小的菲涅耳场天线结构可以用于个人通信系统（如手机、手持无线收发器等）以减少对个人通信系统用户的信号辐射。

尽管已经详细描述了本发明及其优势，但应该明白，可以对其作出各种改变和替换，而不会脱离由所附权利要求定义的本发明精神和范围。此外，本发明应用的范围不受限于说明书里描述的过程、机器、制造、物质组成、方法和步骤的特定实施例。从本发明的披露，本领域普通技术人员将会容易明白，可以使用当前已有的或未来开发的且能够执行与在此所述对应实施例相同的功能或获得相同的结果的过程、机器、制造、物质组成、方法、或步骤。因此，所附权利要求意在包括这些过程、机器、制造、物质组成、方法和步骤在其范围内。

Claims (36)

1.一个天线，包括：

天线元件，其有相应的一主瓣和一后瓣，其中所述主瓣指向天线轴向，所述后瓣的方向与所述天线轴向正交；和

后瓣菲涅耳区缩小装置，其置于所述后瓣的菲涅耳区内，其中所述后瓣菲涅耳区缩小装置被设置以减小所述天线元件在所述菲涅耳区内的菲涅耳场信号。

2.根据权利要求1所述的天线，其中所述天线元件是一微带天线元件。

3.根据权利要求1所述的天线，其中所述后瓣菲涅耳区缩小装置置于所述菲涅耳区和所述后瓣的近场区之间的边界上。

4.根据权利要求1所述的天线，其中所述后瓣菲涅耳区缩小装置置于离所述天线元件距离d处，其中d=λ/2π±5%，其中λ是所述天线元件的通信载波的波长。

5.根据权利要求1所述的天线，其中所述天线元件是一长度为D的天线元件。

6.根据权利要求5所述的天线，其中所述后瓣菲涅耳区缩小装置置于离所述天线元件距离d处，其中λ/2π≤d≤2D²/λ，其中λ是所述天线元件的通信载波的波长。

7.根据权利要求5所述的天线，还包括：

第二后瓣菲涅耳区缩小装置，其置于所述后瓣的菲涅耳区内。

8.根据权利要求7所述的天线，其中所述后瓣菲涅耳区缩小装置置于所述菲涅耳区和所述后瓣的近场区之间的边界上，其中所述第二后瓣菲涅耳区缩小装置置于离所述天线元件距离d处，其中λ/2π≤d≤2D²/λ，其中λ是所述天线元件的通信载波的波长。

9.根据权利要求1所述的天线，其中所述后瓣菲涅耳区缩小装置包括一与地连接的导体平面。

10.根据权利要求9所述的天线，其中所述后瓣菲涅耳区缩小装置还包括：损耗铁氧体，用以减小所述天线元件的所述菲涅耳场信号。

11.根据权利要求9所述的天线，其中所述后瓣菲涅耳区缩小装置还包括：超材料，用以减小所述天线元件的所述菲涅耳场信号。

12.根据权利要求9所述的天线，其中所述后瓣菲涅耳区缩小装置还包括：一个或多个缝隙，其置于所述导体平面上，用以减小所述天线元件的所述菲涅耳场信号。

13.根据权利要求9所述的天线，还包括：信号传输电路，其置于所述后瓣菲涅耳区缩小装置的一个表面上。

14.根据权利要求9所述的天线，其中所述天线置于不停车收费系统内，用以对自动车辆识别的询问信号提供掩蔽（masking）。

15.一个系统，包括：

自动车辆识别射频（RF）读取器，其被设置以发射询问信号而覆盖一应答器询问区域，其中RF读取器的所述询问信号也至少部分覆盖邻近所述应答器询问区域的一个区域，其中所述邻近区域是这样一个区域，其中不期望使用所述询问信号询问应答器；

后瓣减小的菲涅耳场天线，其被设置以发射掩蔽信号而覆盖所述邻近区域，其中所述后瓣减小的菲涅耳场天线的所述掩蔽信号也至少部分地覆盖应答器询问区域，其中所述后瓣减小的菲涅耳场天线被设置以减小所述后瓣减小的菲涅耳场天线的后瓣菲涅耳场内的掩蔽信号，因此减轻由所述后瓣减小的菲涅耳场天线对所述应答器询问区域的信号覆盖。

16.根据权利要求15所述的系统，其中所述后瓣减小的菲涅耳场天线包括：

天线元件，其有相应的一主瓣和一后瓣，其中所述主瓣指向天线轴向并以所述掩蔽信号覆盖所述邻近区域，其中所述后瓣的方向与所述天线轴向正交，并以所述掩蔽信号至少部分地覆盖所述应答器询问区域；和

后瓣菲涅耳区缩小装置，其置于所述后瓣的菲涅耳区内，其中所述后瓣菲涅耳区缩小装置被设置以减小所述天线元件在所述菲涅耳区内的菲涅耳场信号。

17.根据权利要求16所述的系统，其中所述天线元件是一微带天线元件。

18.根据权利要求16所述的系统，其中所述后瓣菲涅耳区缩小装置置于所述菲涅耳区和所述后瓣的近场区之间的边界上。

19.根据权利要求16所述的系统，其中所述后瓣菲涅耳区缩小装置置于离所述天线元件距离d处，其中d=λ/2π±5%，其中λ是所述天线元件的通信载波的波长。

20.根据权利要求16所述的系统，其中所述天线元件是一长度为D的天线元件。

21.根据权利要求20所述的系统，其中所述后瓣菲涅耳区缩小装置置于离所述天线元件距离d处，其中λ/2π≤d≤2D²/λ，其中λ是所述天线元件的通信载波的波长。

22.根据权利要求16所述的系统，其中所述后瓣菲涅耳区缩小装置包括一与地连接的导体平面。

23.根据权利要求22所述的系统，其中所述后瓣菲涅耳区缩小装置还包括：损耗铁氧体，用以减小所述天线元件的所述菲涅耳场信号。

24.根据权利要求22所述的系统，其中所述后瓣菲涅耳区缩小装置还包括：超材料，用以减小所述天线元件的所述菲涅耳场信号。

25.根据权利要求22所述的系统，其中所述后瓣菲涅耳区缩小装置还包括：一个或多个缝隙，其置于所述导体平面上，用以减小所述天线元件的所述菲涅耳场信号。

26.根据权利要求22所述的系统，还包括：信号传输电路，其置于所述后瓣菲涅耳区缩小装置的一个表面上，其中所述信号传输电路产生所述掩蔽信号。

27.根据权利要求15所述的系统，其中所述自动车辆识别RF读取器是部分不停车收费系统。

28.一种方法，包括：

改变一天线使其有一减小的后瓣菲涅耳区，其中改变天线包括将一后瓣菲涅耳区缩小装置置于所述天线的天线元件的波束后瓣的菲涅耳区内，其中所述后瓣菲涅耳区缩小装置被设置以减小所述天线元件在所述菲涅耳区内的菲涅耳场信号。

29.根据权利要求28所述的方法，还包括：在所述后瓣菲涅耳区缩小装置上提供损耗铁氧体，用以减小所述天线元件的所述菲涅耳场信号。

30.根据权利要求28所述的方法，还包括：在所述后瓣菲涅耳区缩小装置上提供超材料，用以减小所述天线元件的所述菲涅耳场信号。

31.根据权利要求28所述的方法，还包括：在所述后瓣菲涅耳区缩小装置上提供一个或多个缝隙，用以减小所述天线元件的所述菲涅耳场信号。

32.根据权利要求28所述的方法，其中所述后瓣菲涅耳区缩小装置包括一与地连接的导体平面。

33.根据权利要求28所述的方法，其中将所述后瓣菲涅耳区缩小装置置于所述波束后瓣的菲涅耳区内包括：将所述后瓣菲涅耳区缩小装置置于所述菲涅耳区和所述后瓣的近场区之间的边界上。

34.根据权利要求28所述的方法，其中将所述后瓣菲涅耳区缩小装置置于所述波束后瓣的菲涅耳区内包括：将所述后瓣菲涅耳区缩小装置置于离所述天线元件距离d处，其中d=λ/2π±5%，其中λ是所述天线元件的通信载波的波长。

35.根据权利要求28所述的方法，其中将所述后瓣菲涅耳区缩小装置置于所述波束后瓣的菲涅耳区内包括：将所述后瓣菲涅耳区缩小装置置于离所述天线元件距离d处，其中λ/2π≤d≤2D²/λ，其中λ是所述天线元件的通信载波的波长。

36.根据权利要求28所述的方法，还包括：利用所述天线置于不停车收费系统内，用以对自动车辆识别的询问信号提供掩蔽（masking）。

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