用于射频识别的低旁瓣圆极化微带天线阵.doc

上 海 大 学 学 报 (自 然 科 学 版 ) 第 15卷 第 1期 2009 年 2 月 Vo l. 15 No. 1 JOURNAL O F SHAN GHA I UN IV ER S ITY (NA TURAL SC IENCE) Feb. 2009 文章编号 : 100722861 ( 2009 ) 01用于射频识别的低旁瓣圆极化微带天线阵 孙 竹 , 钟顺时 , 陈旷达 , 汤小蓉 (上海大学 通信与信息工程学院 ,上海 200072) 摘要 : 介绍一种工作于 2. 45 GH z射频识别 ( R F ID )读卡器微带天线阵的设计与测试结果. 该天线结构简单 ,具有低 旁瓣与圆极化特性. 实测旁瓣电平为 - 23. 2 dB , V SW R ≤2 阻抗带宽约 130 MH z ( 2. 44 ～2. 58 GH z) . 这些特性能较 好地满足 R F ID 天线的要求. 关键词 : 微带天线阵 ; 低旁瓣 ; 圆极化 ; 射频识别读卡器 中图分类号 : TN 82 文献标志码 : A L ow2S ide lobe M icro str ip A rra y w ith C ircu la r Po la r iza t ion for Ra d io Frequen cy Iden t if ica t ion A pp l ica t ion s ZHON G Shun2sh i, CH EN Kuang2da, TAN G X iao2rong SUN Zhu, ( Schoo l of Comm un ica tion and Info rm a tion Enginee ring, Shangha i U n ive rsity, Shangha i 200072, Ch ina) A b stra c t: The de sign of a m ic ro strip an tenna a rray fo r 2. 45 GH z rad io frequency iden tifica tion ( R F ID ) reade r app lica tion s is in troduced w ith m ea su red re su lts. The a rray is of simp le struc tu re, low side lobe leve l and c ircu la r po la riza tion cha rac te ristic s. Its m ea su red side lobe leve l is - 23. 2 dB , and the m ea su red V SW R ≤2 imp edance bandw id th is 130 MH z ( from 2. 44 GH z to 2. 58 GH z) , m ak ing it su itab le fo r R F ID app lica tion s. Key word s: m ic ro strip an tenna a rray; low side lobe leve l; c ircu la r po la riza tion; rad io frequency iden tifica tion ( R F ID ) reade r 化特性或双极化特性已作了介绍 [ 1 25 ] ,但大部分都是 以贴片单元来实现 ,鲜有低旁瓣微带天线阵的报道. 本研究的 R F ID 系统要求能在一定距离内 ,准确识别并 分辨一列间距相近的目标. 因此要求天线阵具有高增益、 窄波束、低旁瓣并兼具圆极化特性 ,以实现一定的感应距 离以及足够高的横向分辨率 ,从而避免误操作. 在低旁瓣天线阵的设计中 ,口径耦合方式通常 是首选的馈电方式. 因为其接地板有效地屏蔽了来 自馈网的辐射 ,为设计天线阵提供了更高的自由度 , 并易于集成有源器件 [ 2 , 6 ] . 但是它的 3 层结构增加 近年来 ,射频识别 ( R F ID )系统在工业制造、物 流、零售业及后勤管理等诸多领域的应用得到了快 速的发展. 该系统的引入能够提高制造 、流通、后勤 保障的效率 ,减少这些环节中的人为因素带来的不 确定性 ,并且使得管理成本得到降低. 因此 , R F ID 在 以上行业中的应用有着广阔的前景. R F ID 天线设计一般有结构简单、成本低廉、辐 射方向上具有高增益、良好的阻抗匹配、圆极化特 性、容易与有源器件集成 [ 1 ]等特点要求. 许多文