读写天线及射频识别器的制作方法

文档序号:16110492发布日期:2018-11-30 19:45阅读:127来源:国知局

本实用新型涉及射频识别技术领域,特别是涉及一种读写天线及射频识别器。



背景技术:

射频识别,RFID(Radio Frequency Identification),又称无线射频识别,是一种通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据、而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触的通信技术。目前,该技术广泛应用于图书馆、门禁系统和食品安全溯源等。

射频识别器包括收发器和与收发器电性连接的读写天线。而现有的读写天线如超高频读写天线存在天线增益低、漏读前方标签或误读后方标签的问题,导致出现错误。



技术实现要素:

基于此,有必要提供一种增益高、能够避免漏读标签的读写天线及射频识别器。

其技术方案如下:

一方面,提供了一种读写天线,包括线路板;天线振子,天线振子用于辐射电磁波,天线振子设于线路板;反射振子,反射振子用于反射电磁波,反射振子设于线路板;及引向振子,引向振子设于线路板,天线振子设于反射振子和引向振子之间,引向振子用于聚焦天线振子辐射的电磁波。

上述读写天线,通过引向振子的设置,天线振子发射的电磁波首先辐射出一部分,另一部分分别通过反射振子反射至前方增益、及通过引向振子聚焦增益,从而起到对整体电磁波信号的增益,避免漏读标签。

下面进一步对技术方案进行说明:

在其中一个实施例中,引向振子包括引向本体,引向本体的两端分别设有第一引向部和第二引向部,第一引向部和第二引向部均与引向本体呈夹角设置、并形成朝向反射振子的凹口。呈凹口设置的引向振子能够起到对天线振子电磁波信号的聚焦作用。

在其中一个实施例中,第一引向部呈圆弧结构或弯折结构设置;或第二引向部呈圆弧结构或弯折结构设置。圆弧结构或弯折结构实现更好的导向及聚焦作用,实现增益的技术效果。

在其中一个实施例中,第一引向部和第二引向部在线路板上呈轴对称设置。对称设置的第一引向部和第二引向部共同配合形成朝向反射振子的凹口,结构紧凑。

在其中一个实施例中,线路板还设有巴伦,巴伦设于收发器和天线振子之间。巴伦起转换信号相位、平衡馈电的作用,使信号传输更为稳定。

在其中一个实施例中,线路板包括多个线路层和设于相邻线路层之间的填充层,天线振子包括第一天线振子和第二天线振子,巴伦包括第一巴伦和第二巴伦,第一巴伦的两端分别与收发器和第一天线振子电性连接,第二巴伦的两端分别与收发器和第二天线振子电性连接,第一天线振子和第一巴伦设于线路板的其中一个线路层,第二天线振子和第二巴伦设于线路板的其中另一个线路层。

在其中一个实施例中,反射振子包括反射本体、第一反射部和第二反射部,第一反射部的反射方向和第二反射部的反射方向均朝向引向振子设置,反射本体设于线路板的其中一个线路层,第一反射部和第二反射部设于线路板的其中另一个线路层,反射本体的两端分别与第一反射部和第二反射部电性连接。

在其中一个实施例中,线路板设有至少一个连接部,连接部用于与收发器电性连接,线路板还设有指示灯。读写天线与收发器接线时,由于线路板设有多个连接部,可根据具体的安装环境选择合适的连接部,以避让其他电子元器件,满足安装需求。

在其中一个实施例中,线路板的表面还设有保护层。保护层起保护天线的作用,并提升读写天线的整体外观美感,同时还可以反复弯曲。

另一方面,还提供了一种射频识别器,包括收发器;如上述任一个技术方案所述的读写天线,读写天线与收发器电性连接。

上述射频识别器,通过采用该读写天线,有效降低了射频识别器漏读或误读标签的情况。

附图说明

图1为读写天线的整体结构示意图;

图2为第一线路层的结构布置示意图;

图3为第二线路层的结构布置示意图;

图4为第三线路层的结构布置示意图;

图5为第四线路层的结构布置示意图;

图6为线路板的横断面结构示意图;

图7为读写天线的驻波比曲线图;

图8为读写天线的增益方向图。

100、线路板,110、连接部,120、指示灯,130、保护层,141、第一线路层,142、第二线路层,143、第三线路层,144、第四线路层,200、天线振子,210、第一天线振子,220、第二天线振子,300、反射振子,310、反射本体,320、第一反射部,330、第二反射部,400、引向振子,410、引向本体,411、第一引向部,412、第二引向部,500、巴伦,510、第一巴伦,520、第二巴伦。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明:

需要说明的是,文中所称元件与另一个元件“固定”时,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是与另一个元件“连接”时,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反,当元件被称作“直接在”另一元件“上”时,不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1至图6所示的实施例,提供了一种读写天线,包括线路板100;天线振子200,天线振子200用于辐射电磁波,天线振子200设于线路板100、并与线路板100电性连接;反射振子300,反射振子300用于反射电磁波,反射振子300设于线路板100、并与线路板100电性连接;及引向振子400,引向振子400设于线路板100,天线振子200设于反射振子300和引向振子400之间,引向振子400用于聚焦天线振子200辐射的电磁波。

通过引向振子400的设置,天线振子200发射的电磁波首先辐射出一部分,另一部分分别通过反射振子300反射至前方增益、及通过引向振子400聚焦增益,从而起到对整体电磁波信号的增益,避免漏读标签。

当然,天线振子200可接收也可发射电磁波,这里采用发射说明并非对技术方案的限制。

如图1所示,引向振子400设在前方,天线振子200设在引向振子400和反射振子300之间。当天线振子200发射的电磁波信号向前方辐射时,其中一部分直接向前辐射至外部,另一部分通过引向振子400聚焦增益及通过反射振子300反射至前方增益,提高读写天线的前方读写能力,使读写的方向性更强,避免误读标签。

如图1和图3所示的实施例,引向振子400包括引向本体410,引向本体410的两端分别设有第一引向部411和第二引向部412,第一引向部411和第二引向部412均与引向本体410呈夹角设置、并形成朝向反射振子300的凹口。呈凹口设置的引向振子400能够起到对天线振子200电磁波信号的聚焦作用。

如图1和图3所示,引向本体410设于中部,第一引向部411和第二引向部412分别呈左右对称设置,第一引向部411和第二引向部412均与引向本体410呈夹角设置、并形成向下凹设的凹口。

天线振子200向上辐射的部分电磁波信号经过向下凹口设置的引向振子400,向下凹口设置的引向振子400将电磁波信号进行聚集并增强,从而使电磁波信号进一步增强,从而达到经过反射振子300反射后再次向前方辐射的电磁波信号的增益技术效果,提高前方的标签读取能力,避免漏读或误读。

如图1和图3所示的实施例,第一引向部411呈圆弧结构或弯折结构设置;或第二引向部412呈圆弧结构或弯折结构设置。圆弧结构或弯折结构实现更好的导向及聚焦作用,实现增益的技术效果。

具体地,第一引向部411和第二引向部412均呈弯折结构设置。当然,根据需要,还可以呈圆弧结构设置。

另外,引向振子400也可以一体结构设置,以便于加工、制造和装配。

通过向下呈凹口设置的引向振子400和朝向引向振子400凹口反射的反射振子300,实现更高的前方增益和更低的后方增益,以提高前方标签的读取能力、并避免误读后方的标签信息,同时能够读取更大范围内的标签并读取信息可靠。

如图1和图3所示的实施例,第一引向部411和第二引向部412在线路板100上呈轴对称设置。对称设置的第一引向部411和第二引向部412共同配合形成朝向反射振子300的凹口,结构紧凑。

如图1、图3、图4所示的实施例,线路板100还设有巴伦500,巴伦500设于收发器和天线振子200之间。巴伦500起转换信号相位、平衡馈电的作用,使信号传输更为稳定。

巴伦(Balance-unbalance,BALUN)是英文“平衡-不平衡变换器”缩写的音译,其设有两根接线,由于需平衡馈电,需设置巴伦在收发器和天线振子200之间,以起到转换信号相位和平衡馈电的作用,使信号源与天线振子之间进行转换。

当然,巴伦的设置基于天线振子是否需要平衡馈电,如果不需要平衡馈电,本领域技术人员可根据需要不设置巴伦,以满足实际的需求,本实施例设置巴伦只是基于需要考虑平衡馈电的情况,而非对技术方案的进一步限定。

采用巴伦500实现不平衡馈电至平衡馈电的转换,巴伦500采用平行平面巴伦500,该巴伦500具有结构简单、频带宽、易于实现的特点,起衔接天线振子200和收发器的传输线作用。

如图1至图6所示的实施例,线路板100包括多个线路层和设于相邻线路层之间的填充层(图中未示出),天线振子200包括第一天线振子210和第二天线振子220,巴伦500包括第一巴伦510和第二巴伦520,第一巴伦510的两端分别与收发器和第一天线振子210电性连接,第二巴伦520的两端分别与收发器和第二天线振子220电性连接,第一天线振子210和第一巴伦510设于线路板100的其中一个线路层,第二天线振子220和第二巴伦520设于线路板100的其中另一个线路层。

由于天线振子200包括第一天线振子210和第二天线振子220,也即相当于天线振子200设有两个振子臂,因此,需使巴伦500对应设置两个分支,也即第一巴伦510和第二巴伦520,起到天线振子200和收发器之间的平衡馈电作用。这里,收发器通过连接部110与读写天线电性连接,当然,也可以根据需要进行其他方式的连接。

需要说明的是,每个相邻的线路层之间均设有填充层。

第一天线振子210的端部和第二天线振子220的端部均朝下延伸一部分、并使天线振子200整体呈“宝盖头”型的对称振子结构。天线振子200的长度约为四分之一波长,具有结构简单紧凑、且易于生产和组装调试的特点。

进一步地,第一天线振子210和第二天线振子220在线路板100上呈轴对称设置,第一天线振子210和第二天线振子220需要平衡馈电,需进一步采用巴伦500实现。如图1、图3和图4所示,巴伦500包括第一巴伦510和第二巴伦520,第一巴伦510和第二巴伦520分别设在不同的线路层,第一巴伦510的一端和第二巴伦520的一端均与收发器电性连接,第一巴伦510的另一端和第二巴伦520的另一端分别与第一天线振子210和第二天线振子220电性连接。

如图1至图6所示的实施例,反射振子300包括反射本体310、第一反射部320和第二反射部330,第一反射部320的反射方向和第二反射部330的反射方向均朝向引向振子400设置,反射本体310设于线路板100的其中一个线路层,第一反射部320和第二反射部330设于线路板100的其中另一个线路层,反射本体310的两端分别与第一反射部320和第二反射部330电性连接。

如图1、图3和图5所示,反射本体310设在一个线路层,第一反射部320和第二反射部330设在另一个线路层。第一反射部320和第二反射部330均呈凹向引向振子400方向设置,以起到接收引向振子400引向的电磁波信号、并将电磁波信号反射至前方的作用。

进一步地,第一反射部320和第二反射部330可以呈U型结构、V型结构或弧形结构设置,第一反射部320一端和第二反射部330的一端通过金属通孔与反射本体310电性连接。

具体地,如图1、图3所示,第一反射部320和第二反射部330呈V型结构设置,且V型结构的底部为非尖角结构,第一反射部320、第二反射部330和反射本体310整体呈W型结构设置。呈W形状设置的反射振子300具有结构简单、易获得高增益及宽带宽的技术效果。

如图1至图5所示的实施例,线路板100设有至少一个连接部110,连接部110用于与收发器电性连接,线路板100还设有指示灯120。读写天线与收发器接线时,由于线路板100设有多个连接部110,可根据具体的安装环境选择合适的连接部110,以避让其他电子元器件,满足安装需求。

连接部110可以是插接结构,也可以是焊接结构如焊接孔结构等。具体地,连接部110为同轴线焊接部,连接部110设在线路板100的最上层和最下层各一个。

指示灯120可以是LED灯、也可以是其他灯具。指示灯120用于指示读写天线的工作状态,以提醒是否为正常工作状态还是存在故障。

考虑到不同的安装环境,可能会存在避让或干涉的问题,因此,设置多个连接部110,以便于根据实际的安装环境需要选择合适位置的连接部110进行收发器的连接。

具体地,连接部110在线路板100后方的正面和背面均设置。当然,根据需要,还可以在线路板100的其他位置。

如图6所示的实施例,线路板100的表面还设有保护层130。保护层130起保护天线的作用,并提升读写天线的整体外观美感。

保护层130在线路板100的正反面均设置、并针贴设置。保护层130可以是PVC塑料保护层130,也可以是其它能够对线路板100外表面起保护作用的其他材料或结构。另外,由于保护层130的设置,提高了线路板100的柔性强度,可进行一定程度的弯曲,提高线路板100的使用寿命,并提升使用者的安装体验。

如图1至图6所示,线路板100整体结构呈三部分,上方为弧形结构,中部为梯形结构,下方为长方形结构,上方为弧形结构便于实现引向振子400的凹口结构安装,以是引向振子400实现聚焦和增益,中部为梯形结构便于W型结构的反射振子300安装,下方为长方形结构便于安装。该设置不仅结构简单美观,还基于引向振子400及反射振子300的设置进行结合,起到保护读写天线的作用。

如图6所示,线路板100包括设于上层和下层的保护层130、及设于上层和下层之间的第一线路层141、第二线路层142、第三线路层143和第四线路层144,当然,还包括设于每个相邻线路层之间的填充层(图中未示出,线路板100的结构设置为本领域技术人员所知悉,这里不再赘述)。

可选地,线路板100的总厚度为0.6mm,每层线路层的厚度为0.035mm,四个线路层之间设有三个填充层。走线部分根据需要多数设置在内层,以起到反复弯曲不损害的作用,提高线路板100的柔性度。

如图2所示,第一线路层141设有连接部110,以用于作为收发器焊接位置的选择;

如图3所示,第二线路层142设有引向振子400、第二天线振子220、第二巴伦520、第一反射部320和第二反射部330;

如图4所示,第三线路层143设有第一天线振子210和第一巴伦510;

如图5所示,第四线路层144设有反射本体310和连接部110。

当然,以上设置不同层的结构是本实施例的具体设置,本领域技术人员根据需要可进行灵活设置,以满足实际的需求。

本实施例还提供了一种射频识别器,包括收发器;如上述任一个实施例所述的读写天线,读写天线与收发器电性连接。

如图7所示为读写天线的驻波比曲线图。

如图8所示为读写天线的增益方向图,增益效果明显。

通过采用该读写天线,有效降低了射频识别器漏读或误读标签的情况。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本实用新型的保护范围。因此,本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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