本發(fā)明涉及天線測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種射頻識(shí)別標(biāo)簽天線阻抗匹配連接裝置。

背景技術(shù)：

無線射頻識(shí)別技術(shù)(rfid)是從二十世紀(jì)90年代興起的一項(xiàng)非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。它是利用射頻方式進(jìn)行非接觸雙向通信，以達(dá)到自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，具有精度高、適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)、抗干擾強(qiáng)、操作快捷等許多優(yōu)點(diǎn)。rfid目前已廣泛應(yīng)用于物流管理、智能交通、生產(chǎn)自動(dòng)化等領(lǐng)域，特別是(840-960)mhz、2.45ghz、5.8ghz超高頻/微波射頻識(shí)別系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用。

基本的射頻識(shí)別系統(tǒng)包括讀寫器和射頻識(shí)別標(biāo)簽，射頻識(shí)別標(biāo)簽是數(shù)據(jù)載體，讀寫器以非接觸方式讀取射頻識(shí)別標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)信息或向射頻識(shí)別標(biāo)簽寫入數(shù)據(jù)信息。射頻識(shí)別標(biāo)簽天線和讀寫器天線輻射性能直接影響射頻識(shí)別通信的通信質(zhì)量和通信距離，因此如何準(zhǔn)確測(cè)量和評(píng)價(jià)天線的性能變得異常關(guān)鍵。

對(duì)于讀寫器天線的輻射性能參數(shù)，目前都有成熟的解決方案，利用近場(chǎng)、遠(yuǎn)場(chǎng)、緊縮場(chǎng)等方式都可以實(shí)現(xiàn)其輻射電磁場(chǎng)等輻射性能的測(cè)量。對(duì)于射頻識(shí)別標(biāo)簽天線的輻射性能測(cè)量，不能直接采用現(xiàn)有的天線測(cè)量系統(tǒng)。其原因是射頻識(shí)別芯片由于生產(chǎn)工藝的限制無法做成標(biāo)準(zhǔn)的50歐姆阻抗，而是非標(biāo)的復(fù)阻抗，與之匹配的射頻識(shí)別標(biāo)簽天線也是復(fù)阻抗的，而標(biāo)準(zhǔn)的天線測(cè)量系統(tǒng)是50歐姆阻抗，直接測(cè)量會(huì)導(dǎo)致輸入到被測(cè)標(biāo)簽天線的射頻微波功率會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于施加功率，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果無法真實(shí)反映標(biāo)簽天線的輻射性能，因此需要一種用于阻抗匹配和轉(zhuǎn)換的專用阻抗匹配裝置。

rfid標(biāo)簽天線由于材質(zhì)與制造工藝不同，分為金屬蝕刻天線、印刷天線、鍍銅天線等幾種，復(fù)阻抗約為[(6---40)+j(30--100)]歐姆，因此標(biāo)簽天線不能直接連接50歐姆標(biāo)準(zhǔn)阻抗的測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試。同時(shí)，標(biāo)簽天線為電小天線，在普通的天線暗室測(cè)試系統(tǒng)中，通用的天線支架相對(duì)于標(biāo)簽天線來說過大，將會(huì)造成天線諧振點(diǎn)偏移、輻射電磁場(chǎng)變形、增益變化，使天線測(cè)試結(jié)果不精確。因此需要一種用于射頻識(shí)別標(biāo)簽天線的阻抗匹配連接裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于上述問題，本發(fā)明提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的射頻識(shí)別標(biāo)簽天線阻抗匹配連接裝置，以實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽天線在阻抗匹配條件下的方向圖測(cè)試。

本發(fā)明實(shí)施例提供的射頻識(shí)別標(biāo)簽天線阻抗匹配連接裝置，包括：平衡傳輸線饋電引出結(jié)構(gòu)、阻抗匹配單元和平衡/不平衡轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)；

所述平衡傳輸線饋電引出結(jié)構(gòu)的一端與待測(cè)射頻識(shí)別標(biāo)簽天線連接，另一端與所述阻抗匹配單元的一端連接，所述阻抗匹配單元的另一端通過所述平衡/不平衡轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)與天線測(cè)量系統(tǒng)連接，以實(shí)現(xiàn)所述待測(cè)射頻識(shí)別標(biāo)簽天線與所述天線測(cè)量系統(tǒng)的阻抗匹配。

其中，所述平衡傳輸線饋電引出結(jié)構(gòu)采用特性阻抗為50歐姆的雙線傳輸線實(shí)現(xiàn)。

其中，所述雙線傳輸線為微帶結(jié)構(gòu)的雙線傳輸線。

其中，所述平衡/不平衡轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)輸入輸出端口的特性阻抗均為50歐姆。

其中，所述待測(cè)射頻識(shí)別標(biāo)簽天線的中部開設(shè)有縫隙，所述縫隙一側(cè)設(shè)有天線接口，所述平衡傳輸線饋電引出結(jié)構(gòu)與所述天線接口通過焊接或粘合的方式進(jìn)行連接。

其中，所述阻抗匹配單元兩端均采用sma接頭進(jìn)行連接。

其中，所述裝置還包括夾具平臺(tái)，所述平臺(tái)基座用于對(duì)所述平衡傳輸線饋電引出結(jié)構(gòu)、所述阻抗匹配單元、所述平衡/不平衡轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)以及所述待測(cè)射頻識(shí)別標(biāo)簽天線進(jìn)行支撐。

其中，所述夾具平臺(tái)，包括平臺(tái)基座、設(shè)置于所述平臺(tái)基座圓心處且與所述平臺(tái)基座相垂直的支撐結(jié)構(gòu)以及可拆卸地設(shè)置于所述平臺(tái)基座和支撐結(jié)構(gòu)的吸波材料，所述平衡傳輸線饋電引出結(jié)構(gòu)布置于所述支撐結(jié)構(gòu)上，設(shè)置于所述支撐結(jié)構(gòu)的所述吸波材料用于包裹所述平衡傳輸線饋電引出結(jié)構(gòu)。

其中，所述支撐結(jié)構(gòu)為介電常數(shù)材料低于預(yù)設(shè)閾值的材料。

其中，所述支撐結(jié)構(gòu)為泡沫。

本發(fā)明實(shí)施例提供的射頻識(shí)別標(biāo)簽天線阻抗匹配連接裝置，通過在待測(cè)試射頻識(shí)別標(biāo)簽天線與天線測(cè)量系統(tǒng)之間加入阻抗匹配單元，使得射頻識(shí)別標(biāo)簽天線可以與現(xiàn)有的天線測(cè)量系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)阻抗匹配，進(jìn)而能對(duì)射頻識(shí)別標(biāo)簽天線的性能進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量和評(píng)價(jià)。

上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉本發(fā)明的具體實(shí)施方式。

附圖說明

通過閱讀下文優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述，各種其他的優(yōu)點(diǎn)和益處對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實(shí)施方式的目的，而并不認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。而且在整個(gè)附圖中，用相同的參考符號(hào)表示相同的部件。在附圖中：

圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的一種射頻識(shí)別標(biāo)簽天線阻抗匹配連接裝置的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的一種射頻識(shí)別標(biāo)簽天線連接裝置的結(jié)構(gòu)框圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例中的射頻識(shí)別標(biāo)簽天線的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例中的平衡/不平衡轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例中的阻抗匹配單元的原理圖。

具體實(shí)施方式

下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本公開的示例性實(shí)施例。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實(shí)施例，然而應(yīng)當(dāng)理解，可以以各種形式實(shí)現(xiàn)本公開而不應(yīng)被這里闡述的實(shí)施例所限制。相反，提供這些實(shí)施例是為了能夠更透徹地理解本公開，并且能夠?qū)⒈竟_的范圍完整的傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。

圖1示意性示出了本發(fā)明實(shí)施例的一種射頻識(shí)別標(biāo)簽天線阻抗匹配連接裝置的結(jié)構(gòu)框圖。參照?qǐng)D1，本發(fā)明實(shí)施例提供的射頻識(shí)別標(biāo)簽天線阻抗匹配連接裝置包括：平衡傳輸線饋電引出結(jié)構(gòu)1、阻抗匹配單元2和平衡/不平衡轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)3。

其中，平衡傳輸線饋電引出結(jié)構(gòu)1的一端與待測(cè)射頻識(shí)別標(biāo)簽天線4連接，另一端與所述阻抗匹配單元2的一端連接，所述阻抗匹配單元2的另一端通過所述平衡/不平衡轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)3與天線測(cè)量系統(tǒng)(圖中未示出)連接，以實(shí)現(xiàn)所述待測(cè)射頻識(shí)別標(biāo)簽天線4與所述天線測(cè)量系統(tǒng)的阻抗匹配。

其中，平衡傳輸線饋電引出結(jié)構(gòu)1采用特性阻抗為50歐姆的雙線傳輸線實(shí)現(xiàn)。

其中，所述阻抗匹配單元2兩端均采用sma接頭進(jìn)行連接。

其中，所述平衡/不平衡轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)3輸入輸出端口的特性阻抗均為50歐姆。

本發(fā)明實(shí)施例提供的射頻識(shí)別標(biāo)簽天線阻抗匹配連接裝置，能夠有效地用于對(duì)射頻識(shí)別標(biāo)簽天線的方向圖等輻射參數(shù)的精確測(cè)量。方向圖是天線的重要輻射參數(shù)，反映了天線在空間各方向上所具有的發(fā)射或接收電磁波的能力。天線方向圖的測(cè)量通常利用網(wǎng)絡(luò)分析儀配合其他機(jī)械、射頻微波裝置來實(shí)現(xiàn)，天線測(cè)量系統(tǒng)的特征阻抗是50歐姆，大部分的天線也是50歐姆，進(jìn)行方向圖測(cè)量時(shí)其阻抗是匹配的，從而保證輸入到天線的射頻功率能夠最大限度的輻射。然而，對(duì)于射頻識(shí)別標(biāo)簽天線，其特征阻抗是含有實(shí)、虛部的復(fù)阻抗，采用天線測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行射頻識(shí)別標(biāo)簽天線的方向圖測(cè)量時(shí)，需要在如圖2所示的連接裝置中增加阻抗匹配單元，以通過阻抗匹配單元，將標(biāo)簽天線的阻抗匹配成50歐姆，同時(shí)將標(biāo)簽天線4的觸點(diǎn)連接方式轉(zhuǎn)換為sma同軸連接方式。本發(fā)明實(shí)施例中的射頻識(shí)別標(biāo)簽天線阻抗匹配連接裝置能夠?qū)崿F(xiàn)射頻識(shí)別標(biāo)簽天線與現(xiàn)有的天線測(cè)量系統(tǒng)的阻抗匹配，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽天線在阻抗匹配條件下的方向圖測(cè)試。

需要說明的是，本發(fā)明實(shí)施例并不對(duì)阻抗匹配單元的具體實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)進(jìn)行限定，任何可以實(shí)現(xiàn)阻抗匹配效果的裝置均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。

本發(fā)明實(shí)施例提供的射頻識(shí)別標(biāo)簽天線阻抗匹配連接裝置，通過在待測(cè)試射頻識(shí)別標(biāo)簽天線與天線測(cè)量系統(tǒng)之間加入阻抗匹配單元，使得射頻識(shí)別標(biāo)簽天線可以與現(xiàn)有的天線測(cè)量系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)阻抗匹配，進(jìn)而能對(duì)射頻識(shí)別標(biāo)簽天線的性能進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量和評(píng)價(jià)。

圖3示意性示出了本發(fā)明實(shí)施例中的射頻識(shí)別標(biāo)簽天線的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3所示，待測(cè)的射頻識(shí)別標(biāo)簽天線4的中部開設(shè)有縫隙，所述縫隙一側(cè)設(shè)有天線接口，所述平衡傳輸線饋電引出結(jié)構(gòu)1與所述標(biāo)簽天線4的接口通過焊接或粘合的方式進(jìn)行連接。

其中，待測(cè)射頻識(shí)別標(biāo)簽天線4的尺寸需要足夠小以至于能夠嵌入到本來就很小的電子標(biāo)簽上；其次，待測(cè)射頻識(shí)別標(biāo)簽天線4要具有全向或半球覆蓋的方向性，無論待測(cè)射頻識(shí)別標(biāo)簽天線4如何放置，待測(cè)射頻識(shí)別標(biāo)簽天線4的極化都能和讀頭的詢問信號(hào)相匹配。當(dāng)然由于讀頭通常設(shè)計(jì)為圓極化，從而減小了待測(cè)射頻識(shí)別標(biāo)簽天線4的設(shè)計(jì)難度。如圖3所示，待測(cè)射頻識(shí)別標(biāo)簽天線4中部開設(shè)有縫隙，所述縫隙一側(cè)設(shè)有天線接口，可以通過此接口對(duì)所述標(biāo)簽天線4進(jìn)行饋電。此天線為全向天線。因?yàn)榇郎y(cè)射頻識(shí)別標(biāo)簽天線4的阻抗是復(fù)阻抗參數(shù)，不是標(biāo)準(zhǔn)的50歐姆阻抗，當(dāng)使用50歐同軸電纜饋電時(shí)，與待測(cè)射頻識(shí)別標(biāo)簽天線4無法匹配，需要增加阻抗匹配單元。同時(shí)，由于此天線屬于平衡饋電天線，如果用同軸電纜饋電，還需要在天線和電纜之間加入平衡/不平衡轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)3，即巴倫。

雖然現(xiàn)有的巴倫設(shè)計(jì)也有考慮阻抗匹配的問題，但一般只為實(shí)部變換。此標(biāo)簽天線4的阻抗存在較大的虛部，所以在巴倫之前要加一個(gè)阻抗匹配單元，把所述標(biāo)簽天線4的阻抗變換為50歐姆，巴倫雙端的特性阻抗均為50歐姆，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)所述標(biāo)簽天線4的準(zhǔn)確測(cè)量。圖4示意性的給出了本發(fā)明實(shí)施例中的平衡/不平衡轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖4所示，該巴倫機(jī)構(gòu)是不對(duì)稱結(jié)構(gòu)，其中一邊含有一個(gè)圓型凹陷，巴倫采用寬帶平面共面帶線--共面波導(dǎo)(cps-cpw)結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)中含有4個(gè)金屬過孔，過孔本身相當(dāng)于一個(gè)小電感，會(huì)對(duì)仿真結(jié)果有一定影響，該巴倫結(jié)構(gòu)在所需頻段小于-10db，起到了平衡轉(zhuǎn)換的作用。

由以上可知，巴倫可以起到平衡—不平衡轉(zhuǎn)換的作用，但是由于巴倫相對(duì)于標(biāo)簽天線4來說尺寸仍然較大，可以預(yù)見到會(huì)明顯影響天線的輻射特性，因此標(biāo)簽天線4并不能直接連接到雙線傳輸線末端。為了更好的進(jìn)行天線連接，需要延長(zhǎng)所述雙線傳輸線的長(zhǎng)度，使得延長(zhǎng)后的雙線傳輸線的長(zhǎng)度大于1/6的信號(hào)波長(zhǎng)，同時(shí)為了提高匹配質(zhì)量，在雙線傳輸線的一段接入具有微帶結(jié)構(gòu)的雙線傳輸線，即微帶線，微帶線的一端，另一端直接連接在巴倫上。

為進(jìn)一步獲得所述標(biāo)簽天線4與所述平衡傳輸線饋電引出結(jié)構(gòu)和所述平衡/不平衡轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的阻抗特性，待測(cè)試的射頻識(shí)別標(biāo)簽天線系統(tǒng)的各部分進(jìn)行連接，并進(jìn)行仿真，連接模型如圖2所示。通過仿真，由于受到實(shí)際加工和天線仿真誤差的影響，在仿真中取得的阻抗可能與真實(shí)阻抗有一定的差距，需要將平衡傳輸線饋電引出結(jié)構(gòu)和平衡/不平衡轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的實(shí)物模型進(jìn)行實(shí)際的阻抗測(cè)試，獲得加裝所述標(biāo)簽天線4后真實(shí)的阻抗值，并進(jìn)一步設(shè)計(jì)出相應(yīng)的所述阻抗匹配單元2。

將所述阻抗匹配單元2通過sma接頭與巴倫相連，并通過矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)試其實(shí)際的s11參數(shù)，測(cè)試結(jié)果顯示其具有較好的匹配效果，已經(jīng)可以用于進(jìn)行遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)試。

本實(shí)施例中的夾具平臺(tái)，用于對(duì)所述平衡傳輸線饋電引出結(jié)構(gòu)1、所述阻抗匹配單元2、所述平衡/不平衡轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)3以及所述待測(cè)射頻識(shí)別標(biāo)簽天線4進(jìn)行支撐。所述夾具平臺(tái)，具體包括平臺(tái)基座、設(shè)置于所述平臺(tái)基座圓心處且與所述平臺(tái)基座相垂直的支撐結(jié)構(gòu)以及可拆卸地設(shè)置于所述平臺(tái)基座和支撐結(jié)構(gòu)的吸波材料。本發(fā)明實(shí)施例中的所述夾具平臺(tái)，利用吸波材料對(duì)反射波進(jìn)行吸收，以保證測(cè)試準(zhǔn)確性。

具體的，所述平衡傳輸線饋電引出結(jié)構(gòu)和所述待測(cè)射頻識(shí)別標(biāo)簽天線布置于所述支撐結(jié)構(gòu)上，設(shè)置于所述支撐結(jié)構(gòu)的所述吸波材料用于包裹所述平衡傳輸線饋電引出結(jié)構(gòu)。

其中，所述支撐結(jié)構(gòu)為介電常數(shù)材料低于預(yù)設(shè)閾值的材料。例如，在一個(gè)可選實(shí)施例中，支撐結(jié)構(gòu)可以為泡沫。

本實(shí)施例中，夾具平臺(tái)負(fù)責(zé)對(duì)各個(gè)單元以及標(biāo)簽天線的支撐，并利用吸波材料對(duì)反射波進(jìn)行吸收，以保證測(cè)試準(zhǔn)確性。平臺(tái)基座包括夾具平臺(tái)基座和暗室夾具平臺(tái)基座，其中，夾具平臺(tái)基座與暗室夾具平臺(tái)基座尺寸相同，基座圓心處設(shè)置與基座相垂直的長(zhǎng)方形的支撐結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)采用低介電常數(shù)材料，該結(jié)構(gòu)起到支撐雙線傳輸線和標(biāo)簽芯片的作用。夾具平臺(tái)上需要定制可拆卸的特定形狀的吸波材料，包括基座上方的吸波材料和用于包裹雙線傳輸線的吸波材料。

在實(shí)際應(yīng)用中，可以將待測(cè)射頻識(shí)別標(biāo)簽天線直接連接于雙線傳輸線及巴倫模塊，并進(jìn)行實(shí)際測(cè)試，根據(jù)測(cè)試得到的阻抗特性，來設(shè)計(jì)了阻抗匹配單元，原理圖如圖5所示，在一個(gè)具體實(shí)施例中，阻抗匹配單元由兩個(gè)并聯(lián)電容c1、c2和一個(gè)串聯(lián)電感l(wèi)1組成，其中，c1、c2以及l(fā)1的具體取值，可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行設(shè)置，以確保在工作頻段處具有較好的匹配效果。將上述阻抗匹配單元焊接完成并通過sma接頭與巴倫相連，并通過矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)試其實(shí)際的參數(shù)，直到測(cè)試結(jié)果顯示其具有較好的匹配效果，則可以用于進(jìn)行遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)試。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解，盡管在此的一些實(shí)施例包括其它實(shí)施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同實(shí)施例的特征的組合意味著處于本發(fā)明的范圍之內(nèi)并且形成不同的實(shí)施例。例如，在下面的權(quán)利要求書中，所要求保護(hù)的實(shí)施例的任意之一都可以以任意的組合方式來使用。

應(yīng)該注意的是上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明而不是對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離所附權(quán)利要求的范圍的情況下可設(shè)計(jì)出替換實(shí)施例。在權(quán)利要求中，不應(yīng)將位于括號(hào)之間的任何參考符號(hào)構(gòu)造成對(duì)權(quán)利要求的限制。單詞“包含”不排除存在未列在權(quán)利要求中的元件或步驟。位于元件之前的單詞“一”或“一個(gè)”不排除存在多個(gè)這樣的元件。本發(fā)明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于適當(dāng)編程的計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)。在列舉了若干裝置的單元權(quán)利要求中，這些裝置中的若干個(gè)可以是通過同一個(gè)硬件項(xiàng)來具體體現(xiàn)。單詞第一、第二、以及第三等的使用不表示任何順序。可將這些單詞解釋為名稱。