專利名稱：一種小體積圓極化天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于天線技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種小體積高性能的圓極化天線。
背景技術(shù)：
近年來，自動識別方法在許多服務(wù)領(lǐng)域、在貨物銷售與后勤分配方面、在商業(yè) 部門、在生產(chǎn)企業(yè)和材料流通領(lǐng)域得到了快速的普及和推廣。
幾年前，條形碼——紙帶在識別系統(tǒng)領(lǐng)域引起了一場革命并得到了廣泛應(yīng)用。 今天，這種條形碼——紙帶在越來越多的情況下己經(jīng)不能滿足人們的需求了。條形 碼雖然很便宜，但它的不足之處是存儲能力小及不能改寫。
一種技術(shù)上最佳的解決方案是將數(shù)據(jù)存儲在一塊硅芯片里。在日常生活中，具 有觸點排的/C卡(電話/C卡、銀行卡等)是電子數(shù)據(jù)載體的最普遍的結(jié)構(gòu)。然而， 對/C卡來說，在許多情況下，機(jī)械觸點的接通是不可靠的。數(shù)據(jù)載體與一個所屬 的閱讀器之間的數(shù)據(jù)進(jìn)行非接觸傳輸將靈活得多。根據(jù)使用的能量和數(shù)據(jù)傳輸方 法，我們把非接觸的識別系統(tǒng)稱作射頻識別系統(tǒng)(W,i^Radio Frequency Identification^因此，/ /YZ 是一種利用無線電波對紀(jì)錄媒體進(jìn)行讀寫，將射頻 技術(shù)與IC卡技術(shù)相結(jié)合并可用于遠(yuǎn)距離、動目標(biāo)、無線識別的技術(shù)。
7 ,/Z 系統(tǒng)在具體的應(yīng)用過程中，根據(jù)不同的應(yīng)用目的和應(yīng)用環(huán)境，系統(tǒng)的組成
會有所不同，但就其工作原理來看，系統(tǒng)一般都由應(yīng)答器、閱讀器和尸C機(jī)組成。應(yīng)
答器應(yīng)放置在要識別的物體上，可以發(fā)送和接收信息，可根據(jù)收到的操作命令作讀/
寫等處理；閱讀器是采集應(yīng)答器信息并對應(yīng)答器發(fā)出操作命令的裝置，發(fā)出的命令
包括讀/寫，選擇，取消選擇等命令。
天線作為一種接收和發(fā)射電磁波的設(shè)備，是無線通信和雷達(dá)系統(tǒng)中的一個關(guān)鍵 部件，它是自由空間和傳輸線的接口，通常稱為"電子眼"或"電子耳"。天線在 各種無線電技術(shù)設(shè)備中的作用基本上是相同的。任何無線電技術(shù)設(shè)備都是通過電磁 波來傳送信號的，它必須有能輻射或接收電磁波的裝置，天線就是這種裝置，因此 天線的作用首先就是輻射和接收電磁波?；谶@樣的前提，自從無線通訊技術(shù)的產(chǎn) 生，天線便隨之誕生了。
從最簡單的線天線、面天線開始，天線技術(shù)經(jīng)歷了數(shù)次革新。隨著天線應(yīng)用領(lǐng) 域的擴(kuò)大，無線通信技術(shù)的日益進(jìn)步，人們對天線的要求越來越高工作距離盡可 能的遠(yuǎn)，增益盡可能的大，功耗盡可能的小，效率盡可能的高，極化盡可能的匹配 等等。近年來又發(fā)明了微帶天線和天線陣等技術(shù)，使得天線在更多的領(lǐng)域得到應(yīng)用，
特別是智能通信領(lǐng)域，比如ra—沉z 崩手機(jī)。
一般而言標(biāo)簽都設(shè)計成線極化的形式，其擺放可能是任意方向的，這就需要圓 極化的讀寫器天線來配合標(biāo)簽天線的讀寫。圓極化意味著在天線的平面內(nèi)讀寫器怎 么旋轉(zhuǎn)不影響系統(tǒng)的通信距離。手持設(shè)備要求體積小重量輕，圓極化的高性能小體積的天線對于各種應(yīng)用而言，尤其是射頻識別手持讀寫器而言具有很大的意義。
對于手持設(shè)備而言，由于是人拿著電磁場發(fā)射裝備，需要天線具有良好的前后
比，使得電磁場基本都在前面發(fā)射，使手持設(shè)備的操作人員避免或者減少電磁輻射。 圖1和圖2是常規(guī)的微帶結(jié)構(gòu)天線。常規(guī)的貼片天線(或稱為微帶天線)是通
過圖1中的天線的貼片10 (也就是天線的輻射片)來輻射電磁波；其接地底板11 是平面結(jié)構(gòu)；通過如圖2的饋電點23的背饋或者邊饋的形式實現(xiàn)阻抗匹配。
發(fā)明內(nèi)容
為克服上述已有技術(shù)的不足，本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種小體積 圓極化天線。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是
一種小體積圓極化天線，該天線的方形接地底板折起來構(gòu)成邊墻，該接地底板
與其垂直的邊墻形成五面相連、 一面開口的金屬盒。
該天線的輻射片是方環(huán)，放在所述的接地底板開口處，使用不導(dǎo)電的物體支撐。 該天線的阻抗匹配線從所述輻射片的一個角引出，沿對角線在所述輻射片的內(nèi)
部形成阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，該天線的饋電位置在該阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的上面。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是
本實用新型設(shè)計了與接地底板金屬連接的邊墻，配合方環(huán)的天線輻射片，通過 將阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)部分放到天線的輻射片方環(huán)內(nèi)部實現(xiàn)高性能、小體積的圓極化天線。
微帶天線的增益以及前后比都隨著天線接地的接地底板面積增大而增大。但是 這與小體積的天線要求和趨勢相矛盾。這里將接地底板的四周折起，使其形成一面 開口的盒子形狀，這樣等效的增大了天線的接地底板的有效面積。與相同大小的平 面接地底板天線相比，該結(jié)構(gòu)可以大大增大天線的前后比。
常規(guī)的微帶結(jié)構(gòu)采用一個整體的輻射單元，采用背饋或者放到輻射單元外部的 阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)阻抗的匹配。但是完整的輻射單元需要的天線的面積比較大， 可以采用將輻射單元中間鏤空的方法縮小其面積。放到輻射單元外部的阻抗匹配網(wǎng) 絡(luò)會增大天線的面積。在中間鏤空的環(huán)狀輻射單元，阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)就可以放到輻射 單元的內(nèi)部，這樣就可以大大的降低天線的面積。


圖1是常規(guī)的微帶天線的立體圖； 圖2是常規(guī)的微帶天線的側(cè)視圖； 圖3是小體積圓極化天線的立體圖； 圖4是小體積圓極化天線的俯視圖。 圖中標(biāo)號IO是天線的貼片(也就是天線的輻射片)；ll是接地底板；12是天線和
接地板之間的介質(zhì)；20是天線的貼片(也就是天線的輻射片)；21是接地板；22是 天線和接地底板之間的介質(zhì)；23是饋電點；30是天線的貼片；31是接地底板；32 是和接地底板連接的邊墻；33是天線的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)；34是天線的饋電連線；35 是在貼片上的通孔；36是底板上的通孔；40是天線的貼片；41是接地底板；42是 和接地底板連接的邊墻；43天線的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)；44是天線的饋電連線；45是在
貼片上和底板上的通孔。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖示例進(jìn)一步具體描述本實用新型天線。請參閱圖3本實用新型小體積圓極化天線的立體圖和圖4本實用新型小體積圓 極化天線的俯視圖。本新型小體積圓極化天線，該天線的方形接地底板31折起來構(gòu) 成邊墻32，該接地底板31與其垂直的邊墻32形成五面相連、 一面開口的金屬盒。
該天線的輻射片，即天線的貼片30，是方環(huán)，放在所述的接地底板31的開口 處，使用不導(dǎo)電的物體支撐。
該天線的阻抗匹配一從所述輻射片的一個角引出，沿對角線在所述輻射片的內(nèi) 部形成阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)33，該天線的饋電位置在該阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)33的上面。
本新型天線的設(shè)計接地底板31或41是折起來的，構(gòu)成和接地底板連接的邊墻 32和42，這樣接地底板不再是平面的底板，而是五面相連， 一面開口的盒子。
天線的貼片30和40設(shè)計成方環(huán)形狀，這樣可以大大縮小天線的貼片面積，使 得天線在小的面積下就可以諧振。換句話說就是降低了小面積貼片的諧振頻率。
常規(guī)的貼片結(jié)構(gòu)的圓極化天線，可以通過在天線的對角線上選擇一個饋電位置 實現(xiàn)圓極化和阻抗匹配。本新型天線在方環(huán)的天線的貼片30的對角線向方環(huán)內(nèi)引出 阻抗匹配線，構(gòu)成阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)33或43，進(jìn)而實現(xiàn)了圓極化的同時降低了天線的 面積。通過合理選擇在饋電位置，如示例中的天線的饋電連線34和44，配合阻抗 匹配網(wǎng)絡(luò)33、 43實現(xiàn)阻抗匹配。
圖3和圖4中的天線之間的介質(zhì)是空氣，(這樣的結(jié)構(gòu)同樣適合非空氣的介質(zhì)形 式)，因此需要將貼片和接地底板之間固定，本新型示例采用的是在兩者之間打通孔， 見在貼片上的通孔35、在底板上的通孔36和在貼片上和底板上的通孔45,采用非 金屬的尼龍螺絲支撐。當(dāng)然這個示例當(dāng)中可以采用泡沫來做支撐物體。這樣就固定 了貼片和接地的底板之間的位置。如果是PCB板，那么PCB板的中間介質(zhì)自然就起 著支撐上下兩塊金屬片的作用。
最后所應(yīng)說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非限制， 盡管參照較佳實施例對本實用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理 解，可以對本實用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技 術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1、一種小體積圓極化天線，其特征在于該天線的方形接地底板折起來構(gòu)成邊墻，該接地底板與其垂直的邊墻形成五面相連、一面開口的金屬盒。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的小體積圓極化天線，其特征在于該天線的 輻射片是方環(huán)，放在所述的接地底板開口處，使用不導(dǎo)電的物體支撐。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的小體積圓極化天線，其特征在于該天線的 阻抗匹配線從所述輻射片的一個角引出，沿對角線在所述輻射片的內(nèi)部 形成阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，該天線的饋電位置在該阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的上面。
專利摘要本實用新型公開了一種小體積圓極化天線，該天線的接地底板折起來構(gòu)成邊墻，該接地底板與其垂直的邊墻形成五面相連、一面開口的金屬盒。該天線的輻射片是方環(huán)，放在所述的接地底板開口處，使用不導(dǎo)電的物體支撐。該天線的阻抗匹配線從所述輻射片的一個角引出，沿對角線在所述輻射片的內(nèi)部形成阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，該天線的饋電位置在阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的上面。本實用新型實現(xiàn)了高增益、大的天線前后比、小體積的圓極化天線。
文檔編號H01Q1/38GK201146244SQ200620042790
公開日2008年11月5日 申請日期2006年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月13日
發(fā)明者菅洪彥 申請人:上海坤銳電子科技有限公司