Антенна для радиочастотной идентификации (варианты)

Изобретение относится к антенной и микрополосковой технике и может быть использовано для идентификации радиочастотных меток, нанесенных на различные объекты. Антенна для радиочастотной идентификации содержит подложку с расположенным на ней импедансным проводником, выполненным в виде вписанной в кольцо периодической микрополосковой линии с внешним диаметром, равным λ/π, где λ - рабочая длина волны. Отличительной особенностью антенны является возможность использования в ее конструкции импедансных проводников, выполненных в виде кольцевых резонансных отрезков типа зигзаг или меандр. Техническим результатом является обеспечение возможности получения осевого излучения с круговой поляризацией для микрополосковой структуры, обладающей габаритными размерами, значительно меньшими резонансной длины волны, что позволяет создать антенну для идентификации радиочастотных меток диапазона 866-915 МГц. 2 н.п. ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение относится к антенной и микрополосковой технике и может быть использовано для идентификации радиочастотных меток (RFID - RadioFrequency IDentification), нанесенных на различные объекты.

Известны микрополосковые и полосковые антенны, различающиеся по конфигурации излучающего элемента - прямоугольные, дисковые, кольцевые, эллиптические, треугольные и др., выполненные на диэлектрических изолированных, экранированных, подвешенных и многослойных подложках [Панченко Б.А., Нефедов Е.И. Микрополосковые антенны. М.: Радио и связь, 1986; Электродинамический расчет характеристик полосковых антенн. / Б.А.Панченко, С.Т.Князев и др. М.: Радио и связь, 2002]. К недостаткам таких антенн и излучателей относится примерное равенство их габаритных размеров и рабочей длины волны, что определятся резонансным режимом работы.

Наиболее близкими к предлагаемому изобретению являются микрополосковые спиральные антенны, выполненные на базе одиночных или связанных радиальных круговых или прямоугольных резонаторных структур, с арифметической, логарифмической или эллиптической намоткой [Елизаров А.А., Пчельников Ю.Н. Радиоволновые элементы технологических приборов и устройств с использованием электродинамических замедляющих систем. М., Радио и связь, 2002; Lee Y. Antenna Circuit Design for RFID Applications // Microchip Technology Inc., USA, 2003, AN710, p.1-50]. Такие спиральные антенны и излучатели обладают осевым излучением с вращающейся круговой или эллиптической поляризацией, которая в дальней зоне излучения вырождается в линейную, что ухудшает кросс-поляризационные свойства таких структур и затрудняет возможности их применения для радиочастотной идентификации в диапазоне 866-915 МГц.

Технической задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является создание малогабаритной микрополосковой антенны с осевым излучением и круговой поляризацией для идентификации радиочастотных меток в диапазоне 866-915 МГц, обладающей габаритными размерами, значительно меньшими резонансной длины волны.

Поставленная техническая задача решается тем, что в антенне для радиочастотной идентификации по первому варианту выполнения, содержащей диэлектрическую подложку с расположенным на ней импедансным проводником, выполненным в виде вписанной в кольцо периодической микрополосковой линии с внешним диаметром, равным λ/π, где λ - рабочая длина волны, согласно преложенному изобретению импедансный проводник выполнен в виде резонансного отрезка кольцевой меандр-линии.

Поставленная техническая задача решается также тем, что в антенне для радиочастотной идентификации по второму варианту выполнения, содержащей диэлектрическую подложку с расположенным на ней импедансным проводником, выполненным в виде вписанной в кольцо периодической микрополосковой линии с внешним диаметром, равным λ/π, где λ - рабочая длина волны, согласно преложенному изобретению, импедансный проводник выполнен в виде резонансного отрезка кольцевой зигзаг-линии.

Техническим результатом, достигаемым при осуществлении всей совокупности заявляемых существенных признаков по первому или второму варианту выполнения, является получение осевого излучения с круговой поляризацией для микрополосковой антенны радиочастотной идентификации диапазона 866-915 МГц, обладающей габаритными размерами, значительно меньшими резонансной длины волны.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами, где на

фиг.1а, б показаны варианты топологии антенны на основе круговой меандр-линии с различной периодичностью структуры,

на фиг.2 представлена модель антенны в программной среде MMANA-GAL v.1.2.0.20. Антенны выполнены на подложках с относительной диэлектрической проницаемостью 5, 6 и имеют внешний диаметр 110 мм, внутренний - 83 мм, при ширине микрополоскового проводника 4,5 мм.

на фиг.3 представлены суммарные диаграммы направленности варианта антенны по фиг.1б для резонансных частот 866 и 915 МГц.

на фиг.4 показан трехмерный вид диаграммы направленности варианта антенны по фиг.1б на частоте 866 МГц.

Работа антенны для радиочастотной идентификации основана на использовании в ее конструкции отрезка периодической замедляющей структуры в виде меандр- или зигзаг-линии. Экспериментально полученные дисперсионные характеристики для зигзаг-линии показали достаточно равномерное изменение коэффициента замедления в рабочем диапазоне частот антенны от 2 до 4, а для меандр-линии - от 4 до 6. Это позволяет прямо пропорционально величине коэффициента замедления уменьшать геометрические размеры таких структур при сохранении их прежней электрической длины [Елизаров А.А., Пчельников Ю.Н. Радиоволновые элементы технологических приборов и устройств с использованием электродинамических замедляющих систем. М., Радио и связь, 2002. - С.57-79]. При этом максимальная длина волны антенны будет определяться ее максимальной электрической длиной, а минимальная - точностью изготовления структуры вблизи точки питания.

Как известно, при возбуждении периодической структуры возможно два режима работы: в первом - электромагнитная волна сосредотачивается вблизи структуры без излучения, а во втором - наблюдается излучение электромагнитных волн в окружающее пространство [Елизаров А.А., Пчельников Ю.Н. Радиоволновые элементы технологических приборов и устройств с использованием электродинамических замедляющих систем. М., Радио и связь, 2002. - С.90-96]. Режим работы периодической структуры определяется соотношением между коэффициентом фазы питающей волны, распространяющейся вдоль структуры, и периодом структуры. При малом периоде по сравнению с длиной волны излучение отсутствует, а при их совпадении происходит интенсивное резонансное излучение. В последнем случае энергия питающей волны в структуре практически полностью преобразуется в энергию излученных электромагнитных волн, а возбуждение структуры за областью излучения резко уменьшается, что не нарушает режим работы антенны. Период структуры у предложенных вариантов антенн является постоянным, что позволяет объяснить отсутствие отсечки тока в периодической системе реализацией режима резонансного излучения.

Возможность достижения поставленной цели подтверждается результатами численного эксперимента, полученными с помощью программных средств MMANA-GAL v.1.2.0.20. Анализ диаграмм направленности (фиг.3 и 4), рассчитанных для варианта антенны на основе круговой меандр-линии, подтверждает наличие у данной структуры осевого излучения с круговой поляризацией, ортогонального плоскости подложки. При этом на рабочей частоте антенны 866 МГц достигается наиболее равномерная диаграмма направленности. С увеличением частоты до 915 МГц появляется изрезанность, что объясняется ростом потерь на излучение. Проведенное моделирование аналогичных микрополосковых антенн на базе круговых меандр- и зигзаг-линий с меньшим числом периодов (фиг.1а) также показало увеличение изрезанности диаграмм направленности, что связано с уменьшением коэффициентов замедления таких структур.

Достоинством предложенного изобретения является возможность получения осевого излучения с круговой поляризацией для микрополосковой структуры, обладающей габаритными размерами, значительно меньшими резонансной длины волны, что позволяет создать антенну для идентификации радиочастотных меток диапазона 866-915 МГц.

1. Антенна для радиочастотной идентификации, содержащая диэлектрическую подложку с расположенным на ней импедансным проводником, выполненным в виде вписанной в кольцо периодической микрополосковой линии с внешним диаметром, равным λ/π, где λ - рабочая длина волны, отличающаяся тем, что импедансный проводник выполнен в виде резонансного отрезка кольцевой меандр-линии.

2. Антенна для радиочастотной идентификации, содержащая диэлектрическую подложку с расположенным на ней импедансным проводником, выполненным в виде вписанной в кольцо периодической микрополосковой линии с внешним диаметром, равным λ/π, где λ - рабочая длина волны, отличающаяся тем, что импедансный проводник выполнен в виде резонансного отрезка кольцевой зигзаг-линии.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к механическому опорному устройству. .

Изобретение относится к радиотехническим устройствам. .

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в радиосвязи, радионавигации, радиопеленгации, телевидении и радиовещании. .

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к антенной технике, и может найти применение в системах радиомониторинга, контроля электромагнитной обстановки.

Изобретение относится к антенной технике, работающей в сантиметровом диапазоне длин волн. .

Изобретение относится к радиоприемной технике и может быть использовано в области радиосвязи, радионавигации или радиопеленгации. .

Изобретение относится к радиоприемной технике и может быть использовано в области радиосвязи, радионавигации или радиопеленгации. .

Изобретение относится к области антенной техники. .

Изобретение относится к области пеленгаторных антенных систем и может быть использовано на подводных средствах, в частности на обитаемых подводных аппаратах. .

Антенна // 2366045
Изобретение относится к широкополосной малогабаритной антенне поверхностного монтажа. .

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для изготовления сердечников антенн, которые изготавливают путем формования магнитно-мягкого металлического порошка с использованием смолы в качестве связующего

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к передающей антенне, излучающей электромагнитные волны для диапазона частот ниже 60000 герц

Изобретение относится к радиочастотным устройствам, в частности к радиочастотным устройствам, содержащим электронный компонент, снабженный встроенной антенной, имеющей электромагнитную связь с усилительной или, так называемой, «бустерной» антенной

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к антенной технике, и может найти применение в системах радиомониторинга, в системах контроля электромагнитной обстановки, в задачах ЭМС, в системах пеленгации, в системах связи, для регистрации и измерения синусоидальных, шумовых и импульсных магнитных полей в условиях больших электрических помех

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано на всех воздушных и морских судах и кораблях, а также на обитаемых подводных аппаратах

Изобретение относится к системам управления вентильными электродвигателями вращения антенны РЛС и может быть использовано в антенно-мачтовых устройствах (АМУ) радиолокационных комплексов

Изобретение относится к радиоприемной технике и может быть использовано в области радиосвязи, радионавигации или радиопеленгации

Изобретение относится к антенному устройству и системе беспроводной связи

Изобретение относится к антенной технике, а именно к кольцевым всенаправленным антеннам

Изобретение относится к антенной и микрополосковой технике и может быть использовано для идентификации радиочастотных меток, нанесенных на различные объекты

Наверх