新型手持機天線的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種新型手持機天線，包括輻射板，輻射板的下方放置反射板，二者之間設有支撐泡棉，反射板為多層諧振結構，輻射板包括介質板，介質板的上表面設有兩個之間可以形成耦合電容效應的金屬環(huán)，金屬環(huán)下方的介質板上為匹配區(qū)域，該區(qū)域采用平行雙線的饋電及對稱匹配阻容的方式，介質板的上、下表面靠近底邊的部位均設有兩個鋪銅貼片，兩面相對的鋪銅貼片通過金屬化過孔連接，平行雙線與上表面的兩個鋪銅貼片分別連通，下表面的兩個鋪銅貼片焊接饋線。本發(fā)明尺寸很?。磺昂蟊缺容^好；本天線采用了能夠抑制電磁能量的諧振結構，有效的降低天線后向輻射，并且阻抗帶寬比較好；本天線采用FR4材料，易批量加工，成本低，安裝方便。
【專利說明】新型手持機天線

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于通信領域，尤其涉及一種新型手持機天線，它可用在無線射頻識別(RFID)，室內覆蓋等民用通信領域。

【背景技術】
[0002]目前的無線射頻識別(RFID)行業(yè)發(fā)展非?？欤诮煌?、物流、監(jiān)控的多個領域都開始有廣泛的應用。RFID系統(tǒng)由閱讀器、閱讀器天線和標簽組成。閱讀器發(fā)射信號給標簽，標簽再反射信號給閱讀器天線，形成一個完整的通信鏈路。在通信過程中，由于標簽經(jīng)常擺放位置不規(guī)則，因此需要閱讀器天線是圓極化天線，對擺放不同角度和位置的標簽都能夠有效的讀取。圓極化天線的輻射電場是旋轉的，這樣就可以與任何方向的線極化天線進行通信，而標簽一般都是線極化的，這樣閱讀器天線就能與標簽進行良好的通信。由于RFID涉及的行業(yè)很多，有些應用場景的空間很小，因此就需要很多尺寸很小的天線，并且希望。而現(xiàn)有的一些RFID閱讀器天線尺寸往往都很大，不適合實際的應用場景的應用。目前的一些小型化天線多是采用厚介質填充，或是加大基板的介電常數(shù)的辦法，這些辦法成本往往很高，由于介質的損耗較大，增益會比較低，天線的前后比也不是很好，并且厚的板材一致性不好，不適合批量生產(chǎn)加工。


【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明要解決的問題是提供一種尺寸小、天線的前后比比較好、阻抗帶寬比較好的手持機天線。
[0004]為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術方案:一種新型手持機天線，包括輻射板和反射板，所述輻射板的下方放置著反射板，所述輻射板和所述反射板之間的邊緣處設有不含金屬的支撐泡棉，所述反射板為多層諧振結構，所述輻射板包括介質板，所述介質板的上表面設有兩個之間可以形成耦合電容效應的金屬環(huán)，所述金屬環(huán)下方的介質板上為匹配區(qū)域，該區(qū)域采用平行雙線的饋電及對稱匹配阻容的方式，所述介質板的上、下表面靠近底邊的部位均設有兩個鋪銅貼片，兩面相對的鋪銅貼片通過金屬化過孔連接，所述平行雙線與上表面的兩個鋪銅貼片分別連通，所述下表面的兩個鋪銅貼片焊接饋線。
[0005]兩個所述金屬環(huán)為一對翅膀形狀的鋪銅輻射面，所述翅膀形狀為短邊相對較短的梯形。
[0006]所述多層諧振結構的反射板包括四層板，第一層板的介質板上表面設有多個金屬諧振塊，第二層板的介質板上表面設有多個金屬諧振塊，第三層板為金屬地層，第四層板為介質板，第一和第二層板的每個金屬諧振塊之間有間隙，每個金屬諧振塊的中間都采用金屬化過孔連接到金屬地層，第一層板和第二層板的金屬化過孔均勻交錯設置。
[0007]所述反射板和所述輻射板的介質板均采用FR4材質。
[0008]所述饋線采用開口線。
[0009]所述金屬化過孔為通孔。
[0010]所述天線外設有外殼。
[0011]所述第一層板和所述第三層板的厚度小于所述第二層板的厚度。
[0012]本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果是:1.本天線的尺寸很小，整個天線大小只有1/5波長大小，高度只有1/30波長，是尺寸非常小的小型化天線；2.—般的小尺寸天線的定向性很差，前后比不好，而該天線的前后比能達到6dB(如圖4)，前后比比較好；3.本天線采用了特別的能夠抑制電磁能量的諧振結構，有效的降低天線后向輻射，并且阻抗帶寬比較好；4.本天線尺寸相對較小，性能優(yōu)異，采用FR4材料，易批量加工，成本低，安裝方便。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明輻射板的結構示意圖；
[0014]圖2是本發(fā)明反射板的結構示意圖；
[0015]圖3是本發(fā)明的結構示意圖；
[0016]圖4是本發(fā)明的天線方向圖；
[0017]圖中:1輻射板2反射板3泡棉11金屬環(huán)12平行雙線13匹配阻容14鋪銅貼片21第一層板22第二層板23第三層板24第四層板25金屬諧振塊211第一層板的金屬化過孔221第二層板的金屬化過孔。

【具體實施方式】
[0018]現(xiàn)根據(jù)附圖對本發(fā)明進行較詳細的說明，如圖1-4所示，本發(fā)明的新型手持機天線包括天線反射板2、天線輻射板1、匹配阻容13、天線外殼、輻射板1和反射板2之間的支撐泡棉3、連接饋線。天線本身的輻射板1能夠有效地輻射能量，在輻射板1的下方放置著反射板2，反射板2是經(jīng)過特別設計的多層諧振結構，該結構能夠有效地降低這個方向(輻射板1下方)的電磁能量輻射，從而降低了該方向的天線增益，從而提高了天線的前后比。并且該反射板2不會對天線本身的阻抗帶寬產(chǎn)生影響，使得該天線能夠制作的厚度比較小，并且天線的前后比比較好，阻抗帶寬也比較寬。
[0019]天線輻射板1(如圖1)，包括介質板，介質板上表面的鋪銅輻射面及上、下表面的饋電鋪銅貼片14。上表面的鋪銅輻射面是兩個翅膀狀的金屬環(huán)11，該兩個翅膀狀的形狀之間會形成耦合電容效應，能夠增加天線的阻抗帶寬。并且每個鋪銅翅膀都是環(huán)形的結構，這樣也能起到增加等效長度，提高天線阻抗帶寬的作用。在兩個銅環(huán)的下方是匹配區(qū)域，該區(qū)域采用平行雙線12的饋電方式，采用對稱的匹配阻容13的方式，這樣也能夠起到增大阻抗帶寬的作用。介質板下表面的饋電鋪銅貼片14主要用于連接饋線的焊接，上、下表面的鋪銅貼片14通過金屬化過孔連接。輻射板1的介質板采用FR4材料，該種材料的成本比較低，易于加工。
[0020]連接饋線(圖中未示出)采用開口線的方式，開口線的芯線焊接在一個焊盤(鋪銅貼片14)上，地線焊接在另一個焊盤(鋪銅貼片14)上，這樣形成了有效的信號傳輸。該饋線位于反射板2和輻射板1之間，這樣就能夠節(jié)省空間，減少天線的高度尺寸。
[0021]天線的反射板2是4層電路板(如圖2)，該反射板2的第一層板2121上表面是多個周期性的金屬諧振塊25，每個金屬塊之間間隔一定的距離，并且每個金屬塊都滿足一定的尺寸要求，對應一定的諧振頻率(距離和尺寸由頻率決定)，每個金屬塊的中間都采用金屬化過孔連接到第三層的金屬地層上。該反射板2的第二層板22上表面也都是周期性的金屬諧振塊25，每個金屬塊之間也間隔一定的距離，也滿足一定的尺寸要求，對應一定的諧振頻率，每個金屬塊的中間都采用金屬化過孔連接到第三層的金屬地上。該反射板2的第三層板23是金屬地層。該反射板2的第四層板24沒有鋪銅區(qū)域。該反射板2的金屬化過孔211、221都為通孔，這樣加工制作比較方便。該反射板2的第一、二、三層板之間形成了等效的電容電感的諧振結構，可以將天線輻射板1的后向能量降低很多，從而可以改善天線的前后比性能。同時這種諧振結構不會影響天線本身的阻抗帶寬特性，性能優(yōu)異。該反射板2的各介質板也采用FR4材質，利于電路板的加工，并且成本比較低。
[0022]第一層板2121和所述第三層板23的厚度小于所述第二層板22的厚度。滿足電路板的加工工藝要求，方便電路板的加工及保證電路板的質量。
[0023]如圖3，天線反射板2和輻射板1之間采用泡棉3支持，從而可以固定兩塊板的間距。
[0024]天線的外殼采用超聲波焊的方式形成外殼，只在連接線接口處留出過線孔。外殼采用ABS材質。
[0025]如圖1所示，本發(fā)明的天線，包括天線基板，所述基板包括上表面的鋪銅輻射面和中間的介質板，因為RFID的應用頻率比較低，因此采用普通的的FR4板材，天線的饋電采用射頻開口線焊接的方式，饋電線的另一端采用射頻連接器，便于和射頻單板連接。
[0026]本專利涉及一種超小型的低成本的前后比性能優(yōu)異的天線，該天線尺寸很小，性能穩(wěn)定，成本很低，只需要用很薄的普通板材，制作加工的一致性很好。可以應用于各種應用環(huán)境很狹小的場合。
[0027]以上對本發(fā)明的實施例進行了詳細說明，但所述內容僅為本發(fā)明的較佳實施例，不能被認為用于限定本發(fā)明的實施范圍。凡依本發(fā)明范圍所作的均等變化與改進等，均應仍歸屬于本專利涵蓋范圍之內。
【權利要求】
1.一種新型手持機天線，其特征在于:包括輻射板和反射板，所述輻射板的下方放置著反射板，所述輻射板和所述反射板之間的邊緣處設有不含金屬的支撐泡棉，所述反射板為多層諧振結構，所述輻射板包括介質板，所述介質板的上表面設有兩個之間可以形成耦合電容效應的金屬環(huán)，所述金屬環(huán)下方的介質板上為匹配區(qū)域，該區(qū)域采用平行雙線的饋電及對稱匹配阻容的方式，所述介質板的上、下表面靠近底邊的部位均設有兩個鋪銅貼片，兩面相對的鋪銅貼片通過金屬化過孔連接，所述平行雙線與上表面的兩個鋪銅貼片分別連通，所述下表面的兩個鋪銅貼片焊接饋線。
2.根據(jù)權利要求1所述的新型手持機天線，其特征在于:兩個所述金屬環(huán)為一對翅膀形狀的鋪銅輻射面，所述翅膀形狀為短邊相對較短的梯形。
3.根據(jù)權利要求1所述的新型手持機天線，其特征在于:所述多層諧振結構的反射板包括四層板，第一層板的介質板上表面設有多個金屬諧振塊，第二層板的介質板上表面設有多個金屬諧振塊，第三層板為金屬地層，第四層板為介質板，第一和第二層板的每個金屬諧振塊之間有間隙，每個金屬諧振塊的中間都采用金屬化過孔連接到金屬地層，第一層板和第二層板的金屬化過孔均勻交錯設置。
4.根據(jù)權利要求1所述的新型手持機天線，其特征在于:所述反射板和所述輻射板的介質板均采用FR4材質。
5.根據(jù)權利要求1所述的新型手持機天線，其特征在于:所述饋線采用開口線。
6.根據(jù)權利要求3所述的新型手持機天線，其特征在于:所述金屬化過孔為通孔。
7.根據(jù)權利要求1-6任一項所述的新型手持機天線，其特征在于:所述天線外設有外殼。
8.根據(jù)權利要求3所述的新型手持機天線，其特征在于:所述第一層板和所述第三層板的厚度小于所述第二層板的厚度。
【文檔編號】H01Q1/50GK104466374SQ201410664615
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月19日 優(yōu)先權日:2014年11月19日
【發(fā)明者】馮春楠 申請人:天津中興智聯(lián)科技有限公司