[发明专利]一种圆极化宽带天线

说明书

技术领域

本发明涉及RFID应用技术领域，特别涉及一种圆极化宽带天线。

背景技术

射频识别是一种非接触式的自动识别技术。在RFID（Radio Frequency Identification，射频识别）系统中，识别信息存放在电子数据载体中，电子数据载体成为应答器。应答器中存放的识别信息由阅读器读出，在一些应用中，阅读器不仅可以读出存放的信息，而且可以对应答器写入数据，这种读写操作是通过双方之间的无线通信来实现的。微带天线作为RFID系统中常用的定向天线形式，对RFID的发展和应用有着极其重要的意义。

从微带天线的概念提出以来，由于它具有结构简单、体积小、重量轻、低剖面、易与载体共形等优点，已广泛的应用于卫星通信、雷达、射频识别、导航等领域。其中圆极化微带天线又因其能够接受任意极化的来波且其辐射的圆极化波可以被任意极化的天线所接收的优点而越来越受到青睐。微带天线产生圆极化波的关键是产生幅度相等，相位相差90度的两个相互正交的线极化波，即产生两个在空间和时间上都正交的线极化波。

为达到上述要求，圆极化微带天线在结构上主要可以分为以下三种形式：单点馈电、双点馈电或四点馈电。其中单点馈电圆极化微带天线结构最为简单，但缺点是轴比带宽较窄，实用性不强；双点馈电可以不同程度地扩展圆极化轴比带宽，但都采用了多层结构，破坏了天线的低剖面性；四点馈电的天线又由于其复杂性和不稳定性，使用率较低。

发明内容

本发明的目的在于，克服单点馈电导致的带宽窄的缺点，提供一种宽轴比带宽、小型化、结构简单、性能稳定的圆极化宽带天线。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种圆极化宽带天线，包括绝缘介质板、位于绝缘介质板正面的馈电网络、位于绝缘介质板背面的金属底板、以及安装于绝缘介质板正面且与馈电网络连接的四个金属辐射阵子；

所述馈电网络具有一个输入端和四个输出端，包括若干个相互连接的功分器和移相器，用于将从输入端输入的信号转化为四路等幅、相位差依次为90度的信号，分别从四个输出端输出给四个金属辐射阵子；

所述金属底板为覆铜层，连接到地；

所述金属辐射阵子为PIFA形式的阵子。

优选地，所述馈电网络的输入端通过SMA探针馈电或通过同轴线焊接馈电。

优选地，所述四个金属辐射阵子在馈电网络上方沿顺时针或逆时针方向围成一正方形，其中心为绝缘介质板的中心。

优选地，所述四个金属辐射阵子以绝缘介质板的中心为中心，呈辐射状排列。

优选地，所述绝缘介质板为圆形或矩形。

优选地，所述馈电网络包括第一至第三功分器和第一至第三移相器；第三功分器的输入端为馈电网络的输入端，第三功分器的一个输出端与第一功分器的输入端连接，另一个输出端经过第一移相器连接到第二功分器的输入端；第一功分器的一个输出端经过第二移相器连接到馈电网络的第一输出端，第一功分器的另一个输出端连接到馈电网络的第二输出端；第二功分器的一个输出端经过第三移相器连接到馈电网络的第四输出端，第二功分器的另一个输出端连接到馈电网络的第三输出端。

优选地，所述绝缘介质板为聚四氟乙烯板或FR-4绝缘板。

优选地，所述金属辐射阵子由不锈钢、洋白铜或PCB构成。

优选地，所述移相器为共面波导或微带线形式的移相器。

优选地，所述功分器为陶瓷功分器或者微带线等功率功分器。

同现有的技术相比较，本发明提供的一种圆极化宽带天线具有宽轴比带宽，圆极化，高增益，小型化，性能稳定，易于量产等优点。本发明不仅克服了单端口馈电的带宽窄，体积大的缺陷，而且简化了多端口馈电系统复杂的缺点，提高了性能，更加适合RFID行业的应用。

附图说明

图1是本发明实施例的SMA探针馈电形式的剖面结构示意图。

图2为本发明实施例的同轴线焊接馈电形式的剖面结构示意图。

图3为本发明实施例的馈电网络结构示意图。

图4为本发明实施例的金属辐射阵子的结构示意图。

图5为本发明实施例的金属辐射阵子的整体排布示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体的实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

如图1和图2所示，本发明实施例提供的一种圆极化宽带天线，包括绝缘介质板13、位于绝缘介质板13正面的馈电网络11、位于绝缘介质板13背面的金属底板12、以及安装于绝缘介质板13正面且与馈电网络11连接的四个金属辐射阵子15。