CN201408840Y - 圆极化天线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种圆极化天线，包括天线基板、天线底壳、天线罩，其中，该天线基板包括：上表面的铺铜辐射面、下表面的铺铜馈电网络和中间的介质板，在上述圆极化天线中，铺铜辐射面具有四个单元缝隙天线，其中，四个单元缝隙天线对称地设置在铺铜辐射面的四个边缘，每个边缘设置一个单元缝隙天线；铺铜馈电网络与铺铜辐射面电耦合连接，用于对四个单元缝隙天线进行馈电，其中，铺铜馈电网络对四个单元缝隙天线中各个缝隙天线进行的馈电幅值相等、相位不相等。根据本实用新型提供的技术方案，提供了可以运用于各种狭小空间的圆极化天线，进而可以降低成本，满足用户需求。
Description
技术领域
本实用新型涉及无线通信领域，具体而言，涉及一种圆极化天线。
背景技术
目前，无线射频识别(Radio Frequency Identification，简称为RFID)行业的发展越来越快，在交通、物流、监控等多个领域都有了越来越广泛的应用。
RFID系统包括：阅读器、阅读器天线和标签。其中，阅读器将信号发射给标签，标签再反射信号给阅读器天线，上述步骤形成了一个完整的通信链路流程。当阅读器天线为圆极化天线时，该天线对摆放不同角度和位置的标签都能够进行有效的读取。因为圆极化天线的辐射电场是旋转的，可以与任何方向的线极化天线进行通信，而标签一般都是线极化的，因此阅读器天线能与标签进行良好的通信。在实际通信过程中，标签的位置经常摆放不规则，因此圆极化天线的应用较为广泛。
RFID技术涉及很多行业，在一些空间很小的应用场景下，需要应用大量小尺寸的圆极化天线。目前，对于应用环境为狭小空间的场合，缺乏超小型低成本的圆极化天线，以满足用户需求。
实用新型内容
针对相关技术中应用环境为狭小空间的场合，缺乏超小型低成本圆极化天线的问题而提出本实用新型，为此，本实用新型的主要目的在于提供一种圆极化天线，以解决上述问题至少之一。
根据本发明，提供了一种圆极化天线。
根据本发明的圆极化天线包括：天线基板、天线底壳、天线罩，其中，天线基板包括：上表面的铺铜辐射面、下表面的铺铜馈电网络和中间的介质板，在上述圆极化天线中，铺铜辐射面具有四个单元缝隙天线，其中，四个单元缝隙天线对称地设置在铺铜辐射面的四个边缘，每个边缘设置一个单元缝隙天线；铺铜馈电网络与铺铜辐射面电耦合连接，用于对四个单元缝隙天线进行馈电，其中，铺铜馈电网络对四个单元缝隙天线中各个缝隙天线进行的馈电幅值相等、相位不相等。
优选地，上述铺铜馈电网络包括四个分支，其中，上述四个分支与四个单元缝隙天线一一对应地电耦合连接，每个分支用于对与其连接的单元缝隙天线进行馈电。
优选地，上述每个分支与至少一个电容串联，其中，上述电容用于调节与其串联的分支的馈电相位。
优选地，上述铺铜馈电网络与同轴线相连接，该同轴线与铺铜辐射面电耦合连接，铺铜馈电网络用于通过同轴线对圆极化天线进行电耦合馈电。
优选地，上述铺铜馈电网络与同轴线通过以下方式连接：同轴线的外皮与铺铜馈电网络的一侧铺铜线焊接连接，同轴线的芯线与铺铜馈电网络的另一侧铺铜线焊接连接。
优选地，上述天线基板采用高频板材。
优选地，上述天线底壳采用导电金属材料。
优选地，上述天线底壳的四个角设置有金属柱，该金属柱用于将天线底壳与天线基板相固定。
优选地，上述天线罩采用玻璃钢材料。
优选地，上述圆极化天线的长和宽均为0.25波长，高度为0.07波长。
通过本实用新型，提供了一种尺寸超小、制造成本较低的圆极化天线，解决了相关技术中缺乏超小型低成本圆极化天线的问题，进而提供了可以运用于各种狭小空间的圆极化天线，可以降低成本，满足用户需求。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1为根据本实用新型实施例的圆极化天线的俯视图；
图2为根据本实用新型实施例的圆极化天线的铺铜辐射面的俯视图；
图3为根据本实用新型实施例的圆极化天线的铺铜馈电网络的俯视图；
图4为根据本实用新型优选实施例的圆极化天线的俯视图。
具体实施方式
功能概述
考虑到相关技术中在应用环境为狭小空间的情况下缺乏超小型低成本的圆极化天线的问题，本实用新型实施例提供了一种尺寸超小、制造成本较低的圆极化天线。该圆极化天线的天线基板的上表面的铺铜辐射面具有四个单元缝隙天线，其中，上述四个单元缝隙天线对称地设置在铺铜辐射面的四个边缘，每个边缘设置一个单元缝隙天线。采取对称的缝隙分布方式用于使四单元缝隙天线达到等幅馈电，采取四单元缝隙天线的辐射方式用于将阻抗调整至合适区域，有效解决了尺寸空间狭小而引发的阻抗不理想问题。天线基板的下表面的铺铜馈电网络与铺铜辐射面电耦合连接，用于对上述四个单元缝隙天线进行馈电，其中，该铺铜馈电网络对四个单元缝隙天线中各个缝隙天线进行的馈电幅值相等、相位不相等。使得每两个相邻缝隙天线的相位差为90度。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
图1为根据本实用新型实施例的圆极化天线的俯视图。如图1所示，根据本实用新型实施例的圆极化天线包括：天线基板、天线底壳、天线罩、连接馈线。其中，上述天线基板包括：上表面的铺铜辐射面、下表面的铺铜馈电网络以及中间的介质板。
优选地，上述铺铜辐射面具有四个单元缝隙天线，其中，四个单元缝隙天线对称地设置在铺铜辐射面的四个边缘，每个边缘设置一个单元缝隙天线，具体可以参见图2。
图2为根据本实用新型实施例的圆极化天线的铺铜辐射面的俯视图。如图2所示，上述铺铜辐射面中间设置了4个缝隙，该4个缝隙分布于上述铺铜辐射面的对称位置，形成四个单元缝隙天线。上述四个单元缝隙天线分别为缝隙天线20、缝隙天线22、缝隙天线24、缝隙天线26，其中，上述四个单元缝隙天线对称地设置在上述铺铜辐射面的四个边缘。
在具体实施过程中，采取对称的缝隙分布方式用于使上述四个单元缝隙天线20、22、24、26达到等幅馈电；对于小尺寸天线而言，天线的阻抗带宽较小，阻抗匹配不理想，因此采取缝隙辐射的方式用于将阻抗调整至合适区域。
其中，采取缝隙辐射的方式用于将阻抗调整至合适区域可以包括但不限于以下方式：通过调整四个对称的缝隙的长宽将阻抗调整至合适区域、和/或，通过调整四个对称的缝隙的位置将阻抗调整至合适区域。
通过该实施例，可以克服采用常规的偶机子方式时，其阻抗很差且很难匹配的缺陷。采用四单元缝隙天线方式，阻抗较好，且容易匹配，可以达到较好的效果。
优选地，上述铺铜馈电网络与铺铜辐射面电耦合连接，用于对四个单元缝隙天线进行馈电，其中，铺铜馈电网络对四个单元缝隙天线中各个缝隙天线进行的馈电幅值相等、相位不相等，具体可以参见图3。
图3为根据本实用新型实施例的圆极化天线的铺铜馈电网络的俯视图。如图3所示，上述铺铜馈电网络包括四个分支30、32、34、以及36。分别对图2中四个单元缝隙天线进行馈电，即分支30对缝隙天线20进行馈电，分支32对缝隙天线22进行馈电，分支34对缝隙天线24进行馈电，分支36对缝隙天线26进行馈电。
在具体实施过程中，可以通过在铺铜馈电网络上串联电容的方式使四个单元缝隙天线达到等幅不等相的馈电，即每个分支与至少一个电容串联，其中，该电容用于调节与其串联的分支的馈电相位。可以达到每两个相邻的缝隙天线的相位差为90度，从而实现圆极化。
通过该实施例，上述铺铜馈电网络可以实现上述缝隙天线相移的差别，较好地实现圆极化效果。
优选地，上述铺铜馈电网络与同轴线相连接，该同轴线与铺铜辐射面电耦合连接，铺铜馈电网络用于通过同轴线对圆极化天线进行电耦合馈电。
优选地，上述铺铜馈电网络与上述同轴线的连接方式包括但不限于：同轴线的外皮与铺铜馈电网络的一侧铺铜线焊接连接，同轴线的芯线与铺铜馈电网络的另一侧铺铜线焊接连接。
优选地，上述天线基板可以采用普通高频板材。例如，采用成本较低的0.25波长厚度为1mm、介电常数为4.4的FR4板材。因为RFID的应用频率较低，因此可以采用普通的FR4板材，从而可以节约成本。
优选地，上述天线底壳可以采用导电性能良好的金属材料。例如，铝合金材料。
优选地，上述天线底壳的四个角设置有金属柱，该金属柱用于将天线底壳与天线基板相固定。
优选地，上述天线罩采用玻璃钢材料。
优选地，上述圆极化天线的长和宽分别为0.25波长，高度为0.07波长。
图4为根据本实用新型优选实施例的圆极化天线的俯视图。如图4所示，该圆极化天线还可以与一个N型连接器相连接，用于与RFID系统中的阅读器相连接，接收来自RFID系统中标签反射的信号。
通过上述实施例，可以达到2dB以上的天线增益，2dB以下的轴比，以及1.2以下的驻波比。尺寸较小，且性能稳定。
综上所述，通过本实用新型的上述实施例，提供了可以运用于各种狭小空间的圆极化天线，解决了相关技术中缺乏超小型低成本圆极化天线的问题。根据本实用新型提供的圆极化天线，性能稳定，易于批量加工，而且安装方便。从而可以降低成本，更好地满足用户需求。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本实用新型的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本实用新型不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种圆极化天线，包括天线基板、天线底壳、天线罩，其中，所述天线基板包括：上表面的铺铜辐射面、下表面的铺铜馈电网络和中间的介质板，其特征在于，
所述铺铜辐射面具有四个单元缝隙天线，其中，所述四个单元缝隙天线对称地设置在所述铺铜辐射面的四个边缘，每个边缘设置一个单元缝隙天线；
所述铺铜馈电网络与所述铺铜辐射面电耦合连接，用于对所述四个单元缝隙天线进行馈电，其中，所述铺铜馈电网络对所述四个单元缝隙天线中各个缝隙天线进行的馈电幅值相等、相位不相等。
2.根据权利要求1所述的圆极化天线，其特征在于，所述铺铜馈电网络包括四个分支，其中，所述四个分支与所述四个单元缝隙天线一一对应地电耦合连接，每个分支用于对与其连接的单元缝隙天线进行馈电。
3.根据权利要求2所述的圆极化天线，其特征在于，所述每个分支与至少一个电容串联，其中，所述电容用于调节与其串联的分支的馈电相位。
4.根据权利要求1所述的圆极化天线，其特征在于，所述铺铜馈电网络与同轴线相连接，所述同轴线与所述铺铜辐射面电耦合连接，所述铺铜馈电网络用于通过所述同轴线对所述圆极化天线进行电耦合馈电。
5.根据权利要求4所述的圆极化天线，其特征在于，所述铺铜馈电网络与所述同轴线通过以下方式连接：
所述同轴线的外皮与所述铺铜馈电网络的一侧铺铜线焊接连接，所述同轴线的芯线与所述铺铜馈电网络的另一侧铺铜线焊接连接。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的圆极化天线，其特征在于，所述天线基板采用高频板材。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的圆极化天线，其特征在于，所述天线底壳采用导电金属材料。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的圆极化天线，其特征在于，所述天线底壳的四个角设置有金属柱，所述金属柱用于将所述天线底壳与所述天线基板相固定。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的圆极化天线，其特征在于，所述天线罩采用玻璃钢材料。
10.根据权利要求1至5中任一项所述的圆极化天线，其特征在于，所述圆极化天线的长和宽均为0.25波长，高度为0.07波长。
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- 2009-05-05 CN CN2009201504503U patent/CN201408840Y/zh not_active Expired - Lifetime
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