钟亚君　吴次南　刘泽文

摘 要： 为扩大射频识别系统中阅读器天线的有效识别范围，设计了一款宽波束圆极化微带天线。天线采用输出相位差为90°的功分器正交馈电激励起圆极化波，并结合圆形金属电容片耦合馈电技术、贴片表面开槽技术以及使用折叠导体墙结构。整体尺寸为113 mm×113 mm×13.27 mm，圆极化轴比带宽以及阻抗带宽均覆盖840～960 MHz，天线3 dB波瓣宽度为104°，增益值为4.8 dBi。

关键词： RFID； 圆极化微带天线； 耦合馈电技术； 导体墙

中图分类号： TN821+.1?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2017）05?0085?04

Abstract： In order to expand the effective recognition range of the reader antenna used in the radio frequency identification system， a wide beam circularly?polarized microstrip antenna was designed. The Wilkinson power divider′s orthogonal feeding with 90° output phase difference is used in the antenna to stimulate the circularly?polarized wave. The coupling feed technology of the circular metal capacitance sheets， paster surface slotting technology and fold conducting wall structure are combined in the antenna. The overall dimension of the antenna is 113 mm×113 mm×13.27 mm. The circularly?polarized axial ratio bandwidth and impedance bandwidth are 840～960 MHz. The 3 dB beam width of the antenna is 104°， and its gain is 4.8 dBi.

Keywords： RFID； circularly?polarized microstrip antenna； coupling feed technology； conducting wall

0 引 言

射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）技术作为一种非接触式的自动识别技术正应用于各行各业。RFID读写器天线、电子标签天线的性能对提高整个识别系统的性能有着重要的意义[1]。在多标签识别应用中，不仅要求阅读器天线具有良好的圆极化特性，以免出现极化失配导致漏读情况发生，而且天线的识别范围需要足够大以覆蓋待测标签。同时，电子标签容易受到环境的影响，其谐振频率可能发生偏移[2]，这要求阅读器天线具有宽频带特性。

目前实现圆极化天线可使用单点馈电法、多点馈电法或者多元法[3]。其中多点馈电法可以得到较宽轴比带宽，极化性能较好。扩展工作带宽方法多种多样，例如在辐射贴片上增加寄生单元可以有效扩宽带宽[4]。对于扩展天线波束覆盖宽度，实现方法为控制波束扫描或者增加天线单元3 dB波瓣宽度。天线波束偏转需要设计馈电网络和控制电路[5]，制作相对复杂，成本较高，文献[6?7]用导体墙结构有效扩宽了天线3 dB波瓣宽度，其主要应用于基站天线，本文尝试将金属导体墙结构运用于RFID阅读器天线设计。……