[发明专利]近距离用天线以及这种天线的用途

说明书

本发明涉及一种近距离用天线，具体地用于RFID应用。本发明所述天线(1)包含长形两极导体结构(12)，该导体结构带有内导体(14)和以同轴形式围绕内导体的外导体(16)，其中导体结构(12)的第一末端(18)作为连接端连接一个发射器和/或接收器(用于由天线发射或者从天线接收的天线信号)，在导体结构(12)的第二末端(22)设计了与内导体(14)相连接的内导体延长段(24)，内导体延长段(24)的自由端(26)与外导体(16)存在电容耦合。借助本发明可以通过简单方式使能量和/或信息实现可靠的无线传输(尤其是短距离传输)。

技术领域

本发明涉及高频技术领域，尤其是近距离用天线(比如用于射频识别的天线)。此外，本发明还涉及这种天线的使用。

背景技术

本发明所指概念“近距离应用”，主要包含借助天线通过小于5米、尤其是小于1米的距离传输电磁能量和/或电磁信号的应用场合。不过上述传输距离通常大于0.01m，尤其是大于0.05m。

发明内容

本发明的目的在于实现能量和/或信息的无线可靠传输，尤其是以简单的方式实现短距离传输。

按照本发明的第一个方面，上述目的通过符合以下特征的天线完成：包含长形两极导体结构，该导体结构带有内导体和以同轴形式围绕内导体的外导体，其中导体结构的第一末端作为连接端连接发射器和/或接收器(用于由天线发射或者从天线接收的天线信号)，在导体结构的第二末端设计了与内导体相连接的内导体延长段，内导体延长段的自由端电容耦合到外导体上。

通过符合本发明要求的、较为简单的结构，可以按照下面所述以有利方式实现近距离用宽带同轴行波天线。

在这里，概念“行波”涉及一种在本发明范围内优先选择的天线运行模式，这种运行模式下(比如)在发射时，电磁波从同轴导体结构第二末端沿导体结构向着导体结构第一末端方向返回。

发射模式下(即当在连接端(第一末端)馈入高频发射信号时)天线的这种工作方式，可以做如下解释：在导体结构第一末端、内导体和外导体之间施加并从而馈入的发射信号，原则上与(比如)传统“同轴线缆”一样沿着同轴导体结构传输至其第二末端。通过第二末端实现的导体结构不连续性，以及内导体末端通过在该位置设计的内导体延长段与外导体实现的电容耦合，导致电磁波作为表面波沿导体结构(在外导体外侧)朝着导体结构第一末端方向返回(如上所述)。

如果天线在一定程度上集中围绕自身建立电磁场(行波)，但只辐射极少或者根本不辐射电磁能(通过“脱落的”电磁波)，对于许多重要应用场合来说是有利的。这种运行模式被称为“耦合模式”。

根据本发明所述天线“耦合模式”的一种实现形式，可以(比如)进行以下设计：发射模式下由于发射信号馈入到达导体结构第二末端的能量，有超过50％的部分作为“束缚在导体结构上”的行波从第二末端开始(沿第一末端方向往回)运动。相应地，在这种情况下到达导体结构第二末端的能量中少于50％的部分作为电磁波从天线发射出去。

作为备选方案或者补充，在本发明所述天线的“耦合模式”中可以(比如)进行以下设计：发射模式下由于在导体结构第一末端(连接端)馈入发射信号而馈入的能量，有超过40％的部分作为束缚在导体结构上的行波从第二末端开始(沿第一末端方向往回)运动。

本发明所述天线带有一个长形导体结构。这个导体结构可以采用刚性或者柔性形式。也可以既设计至少一个刚性区段、又设计至少一个柔性区段，这些区段共同组成导体结构。长形导体结构长度可以(比如)大于导体结构(最大)横向尺寸(比如直径)的10至50.000倍。

长形导体结构可以(比如)至少为0.05m，尤其是至少为0.1m。不过上述长度显著更大的应用场合具有特别重要的意义。对于大多数应用场合来说，上述长度最大为200米、尤其是最大为100米即可满足要求。