專利名稱：一種用于rfid車輛管理領(lǐng)域的圓極化陣列天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無線通訊領(lǐng)域，具體是一種用于RFID車輛管理領(lǐng)域的圓極化陣列天 線
背景技術(shù)：
Radio Frequency Identification (RFID)的中文名稱為射頻識(shí)別技術(shù)。射頻識(shí)別 讀寫器通過通訊基站處理被識(shí)別物體上的標(biāo)簽所攜帶的大量相關(guān)信息，并以網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男?式在控制后臺(tái)建立數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)對(duì)物品“信息資源社會(huì)化”管理功能。射頻識(shí)別(RFID)技 術(shù)從1948年奠定其理論基礎(chǔ)至今，其原創(chuàng)基礎(chǔ)理論及基礎(chǔ)技術(shù)已十分成熟，然而，近年來 伴隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及，物流、商業(yè)、交通、軍事后勤等一些對(duì)于電子商務(wù)的需求最為敏 感的領(lǐng)域，才率先開始推行對(duì)RFID技術(shù)的應(yīng)用。相對(duì)于傳統(tǒng)識(shí)別方式，如條形碼識(shí)別、圖像 識(shí)別、生物識(shí)別、聲音識(shí)別等，射頻識(shí)別具有受環(huán)境影響小、非接觸、信息量大并可變更、防 偽造性能良好、適應(yīng)大規(guī)模處理和便于統(tǒng)一管理的優(yōu)點(diǎn)。在RFID起步較早的美國和日本等 工業(yè)發(fā)達(dá)國家，它已經(jīng)作為一項(xiàng)產(chǎn)業(yè)得到企業(yè)和政府的大力推動(dòng)，并取得了很大成就。特別 是Wal-Mart和Metro兩大全球零售商巨頭率先提出在其零售管理中首先使用RFID技術(shù)， 一時(shí)間，RFID技術(shù)成為國際、國內(nèi)各種媒體追蹤報(bào)道的焦點(diǎn)，各種以基于“RFID的綜合應(yīng)用 服務(wù)系統(tǒng)”解決方案不斷提出，也成為門禁控制、資產(chǎn)管理、供應(yīng)鏈管理和交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域 應(yīng)用的熱點(diǎn)技術(shù)，預(yù)示著對(duì)RFID應(yīng)用技術(shù)研發(fā)已開始進(jìn)入高級(jí)應(yīng)用模式，進(jìn)入“資源型”社 會(huì)化應(yīng)用的發(fā)展期。目前，在交通領(lǐng)域，我國眾多城市使用的“公交卡”，很多都內(nèi)置了 RFID芯片。我 國鐵路部門憑借RFID技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)在全國統(tǒng)一調(diào)度車輛，減少了管理層次，提高了管理效 率。我國城市公共設(shè)施管理，小區(qū)停車場管理也開始嘗試并推廣應(yīng)用RFID技術(shù)。最基本的RFID系統(tǒng)是由電子標(biāo)簽、讀寫器、天線和中間件組成。其中，電子標(biāo)簽 是被管理物資的電子身份證，記載著被管理物資的有用檔案信息。電子標(biāo)簽由芯片和標(biāo)簽 天線組成，通過電感耦合或電磁反向散射原理與讀寫器進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)RFID系統(tǒng)的管理功 能。在RFID車輛系統(tǒng)中，電子標(biāo)簽就是RFID汽車電子車牌，記載著車輛的各種信息，相當(dāng)于 車輛的身份證，目前用在車輛管理的RFID天線極化方式單一，對(duì)于不同方向行駛的車輛， 由于讀寫器天線和電子車牌的極化不匹配等原因有可能使得讀寫器天線讀不到車輛的電 子車牌，給管理造成很大的麻煩。這就要求讀寫器天線不但有高的增益還要與電子車牌極 化匹配良好，才能對(duì)車輛信息進(jìn)行準(zhǔn)確的識(shí)讀。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種圓極化陣列天線，滿足現(xiàn)有RFID車輛管理系統(tǒng)對(duì) RFID電子車牌準(zhǔn)確識(shí)讀的功能。本發(fā)明的天線具有高增益和圓極化以及寬頻帶特性。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括輻射元(1)、空氣介質(zhì)層(2)、饋 電微帶(3)、金屬接地板(4)、短路針(5)，輻射單元饋電針(6)和同軸饋電端子(7)。實(shí)現(xiàn)方式為輻射元(1)由四個(gè)金屬單元組成陣列結(jié)構(gòu)，每個(gè)輻射單元結(jié)構(gòu)均為正方形結(jié)構(gòu)，并 帶有相位調(diào)節(jié)因子b，短路針(5)有四個(gè)，分別位于四個(gè)輻射單元的中心位置，四個(gè)短路針 兩端分別與接地板和四個(gè)金屬單元連接。輻射單元饋電針(6)有四個(gè)，饋電微帶(3)通過 輻射單元饋電針(6)與四個(gè)輻射單元連接，同軸饋電端子(7) —端與金屬接地板(4)連接， 一端與饋電微帶(3)連接。通過這樣的結(jié)構(gòu)實(shí)施，本發(fā)明的天線具有高增益，寬頻帶和圓極 化特性。所述的一種圓極化陣列天線在回波損耗小于10dB的帶寬為879MHz-960MHz，天線 在工作頻率為920MHz-925MHz內(nèi)的軸比小于1，增益大于12dBi，所述的圓極化陣列天線可 用作為道路交通，小區(qū)等對(duì)車輛采用RFID技術(shù)管理用讀寫器天線，實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛信息進(jìn)行準(zhǔn) 確的識(shí)讀。本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)相對(duì)照，其效果是積極和明顯的。本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)就是提供一 種結(jié)構(gòu)簡單新穎的，并具有高增益、寬頻帶、圓極化的陣列天線結(jié)構(gòu)，此方案應(yīng)用于RFID車 輛管理領(lǐng)域，可用作為RFID讀寫器天線，具有高增益、寬頻帶和圓極化的特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)車 輛電子車牌準(zhǔn)確識(shí)讀和高效率管理目的。


圖1是本發(fā)明一種用于RFID車輛管理領(lǐng)域的圓極化陣列天線正面和側(cè)面結(jié)構(gòu)圖。圖2是本發(fā)明的圓極化陣列天線的回波損耗示意圖。圖3是本發(fā)明的圓極化陣列天線的軸比和增益示意圖
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施作詳細(xì)說明本實(shí)施在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下 進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。如圖1所示，本實(shí)施例包括輻射元1、空氣介質(zhì)層2、饋電微帶3、金屬接地板4、短 路針5，輻射單元饋電針6和同軸饋電端子7。連接方式為輻射元1由四個(gè)金屬單元組成 陣列結(jié)構(gòu)，短路針5有四個(gè)，四個(gè)短路針兩端分別與接地板和四個(gè)金屬單元連接。輻射單元 饋電針6有四個(gè)，兩端分別與四個(gè)輻射單元和饋電微帶3連接，同軸饋電端子7 —端與金屬 接地板4連接，一端與饋電微帶3連接。如圖1所示，圓極化陣列天線的輻射元1位于空氣介質(zhì)層2上面，空氣介質(zhì)層2厚 度為21mm。空氣間隙2下面是金屬接地板4。輻射元1的每個(gè)輻射單元結(jié)構(gòu)均為正方形結(jié) 構(gòu)，并帶有相位調(diào)節(jié)因子b，輻射元1結(jié)合相位調(diào)節(jié)因子b在工作時(shí)能形成正交的兩個(gè)相位 相差為90度模式的波，并在空間形成圓極化波，使得天線在工作頻段內(nèi)具有圓極化特性。 空氣介質(zhì)層2使得天線具有寬頻帶作用，天線陣列使得天線具有高增益特性。圖2中圓極化陣列天線的回波損耗顯示圓極化天線在回波損耗小于-10dB時(shí)的 絕對(duì)帶寬為879MHz-960MHz。圖3顯示圓極化陣列天線在工作頻率為920MHz_925MHz內(nèi)軸比小于1，增益大于 12dBi。本發(fā)明的一種用于RFID車輛管理領(lǐng)域的圓極化陣列天線的工作過程射頻源通 過同軸饋電端子7、饋電微帶3、輻射單元饋電針6給輻射元1饋電，輻射元1帶有相位調(diào)節(jié)
4因子b，能激勵(lì)起兩個(gè)正交的相位相差為90度的模式波，形成圓極化波，實(shí)現(xiàn)天線的圓極化 特性。本發(fā)明的圓極化陣列天線可用作為RFID車輛管理讀寫器天線，具有高增益、寬頻帶 和圓極化的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)RFID系統(tǒng)對(duì)車輛電子 車牌準(zhǔn)確識(shí)讀和高效率管理目的。
權(quán)利要求
一種用于RFID車輛管理領(lǐng)域的圓極化陣列天線，包括輻射元(1)、空氣介質(zhì)層(2)、饋電微帶(3)、金屬接地板(4)、短路針(5)，輻射單元饋電針(6)和同軸饋電端子(7)，其特征在于輻射元(1)由四個(gè)金屬單元組成陣列結(jié)構(gòu)，每個(gè)輻射單元結(jié)構(gòu)均為正方形結(jié)構(gòu)，并帶有相位調(diào)節(jié)因子b，短路針(5)有四個(gè)，分別位于四個(gè)輻射單元的中心位置，四個(gè)短路針兩端分別與接地板和輻射元的四個(gè)金屬單元連接。輻射單元饋電針(6)有四個(gè)，饋電微帶(3)通過輻射單元饋電針(6)與四個(gè)輻射單元連接，同軸饋電端子(7)一端與金屬接地板(4)連接，一端與饋電微帶(3)連接。
2.一種用于RFID車輛管理領(lǐng)域的圓極化陣列天線，其特征是輻射元(1)結(jié)合相位調(diào) 節(jié)因子b，在天線工作時(shí)能形成右旋圓極化波，使得天線在工作頻段內(nèi)具有圓極化特性。
3.一種用于RFID車輛管理領(lǐng)域的圓極化陣列天線，其特征是空氣介質(zhì)層(2)使得天 線具有寬頻帶作用。
4.一種用于RFID車輛管理領(lǐng)域的圓極化陣列天線，其特征是天線工作在UHF 頻段并具有高增益、寬頻帶和圓極化特性，天線在回波損耗小于-10dB時(shí)的帶寬為 879MHz-960MHz，天線在工作頻率為920MHz_925MHz內(nèi)的軸比小于1，增益大于12dBi。
5.一種用于RFID車輛管理領(lǐng)域的圓極化陣列天線，其特征是該天線可用于RFID車 輛管理領(lǐng)域，其圓極化特性能與線極化電子車牌和圓極化電子車牌都有良好的極化匹配， 并能很好地識(shí)讀車輛RFID電子車牌。
全文摘要
本發(fā)明屬于無線通訊領(lǐng)域，具體涉及一種用于RFID車輛管理領(lǐng)域的圓極化陣列天線。射頻識(shí)別技術(shù)對(duì)行使的車輛識(shí)別管理時(shí)，一方面要求RFID讀寫器天線與車輛RFID電子車牌的極化匹配良好，另一方面要求RFID讀寫器天線能有較高的增益，以便實(shí)現(xiàn)對(duì)帶有RFID電子車牌的車輛的高效可識(shí)別管理。天線作為RFID讀寫器的接收和發(fā)射終端設(shè)備，天線的性能指標(biāo)是影響RFID讀寫性能好壞的主導(dǎo)因素。為此，本發(fā)明設(shè)計(jì)一種用于RFID車輛管理的圓極化陣列天線，實(shí)現(xiàn)RFID對(duì)帶有RFID電子車牌的車輛的高效率管理目的。
文檔編號(hào)G06K19/10GK101807749SQ20091004619
公開日2010年8月18日 申請(qǐng)日期2009年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月13日
發(fā)明者何蔚, 黃銀龍 申請(qǐng)人:公安部第三研究所