Конструкция всенаправленной антенны RFID с двойной поляризацией для логистической отрасли

0 Предисловие

В настоящее время, с широким применением радиочастотной идентификации (RFID) в идентификации, банковском деле, дорожных картах и ​​т. д., она привлекает все больше и больше внимания со стороны различных сфер общества. Кроме того, поскольку страна упоминает строительство «Интернета вещей» в статусе стратегической отрасли, применение RFID в логистике и складировании все больше и больше внимания уделяется различными логистическими компаниями. Процесс применения RFID в логистике и складировании включает отслеживание грузов в логистическом процессе, автоматический сбор информации, приложения для управления складом, портовые приложения, почтовые посылки, экспресс-доставку и т. д. Например, было проведено много исследований по антеннам RFID, используемым в таких областях, как идентификация в литературе. В логистической отрасли применение RFID отличается от применения RFID в идентификации. Он должен иметь возможность передавать и принимать сигналы на большом расстоянии и в разных направлениях, что требует, чтобы антенны, используемые в логистической отрасли, имели всеобъемлющую тропность. В то же время, поскольку основная передающая и приемная система системы логистической идентификации не может быть сделана очень большой, направление поляризации ее антенны может не иметь возможности быть круговой поляризации. Это требует, чтобы антенна RFID была сделана в виде антенны с двойной поляризацией, чтобы она могла Любое направление позволяет основной приемной системе принимать сигнал платы RFID-метки.

1 Конструкция круглой патч-антенны с двумя точками питания

В настоящее время исследования круглой патч-антенны в основном имеют тенденцию к миниатюризации, а исследования двойной поляризации в основном не участвуют. Антенна круглой патч-антенны с двумя точками питания должна сделать круглую патч-антенну двухполяризованной.

1.1 Размеры фиксированной патч-антенны с двумя точками питания

Антенна круглой патч-антенны с двумя точками питания разделена на две части: часть питания и часть круглой патч-антенны. Фидерная часть представляет собой фидерный вывод, выходящий из фидера, а затем разветвляющийся на фидере для формирования двух фидерных линий, которые соответственно подаются на два перпендикулярно пересекающихся диаметра круглой патч-антенны, а длины линий двух ответвлений фидерных линий отличаются на λ/ 4. Для того чтобы сделать значение согласования импеданса антенны 50 Ом, на порте питания устанавливается настраиваемая согласующая ветвь, как показано на рисунке 1. Регулируя длины L2 и L1, импеданс антенны можно отрегулировать до 50 Ом. Такая форма согласующей цепи проста в изготовлении и имеет низкую стоимость.

1.2 Результаты моделирования круглой патч-антенны с двумя точками питания

Результаты моделирования круглой патч-антенны с двумя точками питания показаны на рисунке 3 и рисунке 4. Рисунок 3 показывает ее коэффициент стоячей волны, а рисунок 4 - диаграмму направленности ее плоскости E. Видно, что коэффициент стоячей волны составляет менее 2 в диапазоне 2,8-2,92 ГГц. Из рис. 3 и рис. 4 видно, что первоначальная цель проектирования достигнута.

2 Конструкция широкополосной деформируемой перевернутой L-антенны

2.1 Размеры широкополосной деформируемой перевернутой L-антенны

Перевернутая L-антенна состоит из горизонтального элемента и вертикального элемента и имеет характеристики горизонтальной и вертикальной поляризации, а ее сумма длин составляет приблизительно λ/4, поэтому она имеет низкопрофильные характеристики. Но ее полоса частот относительно узкая, обычно всего один процент от центральной частоты. Полоса пропускания деформированной перевернутой L-антенны, разработанной в этой статье, будет значительно расширена. Структурная схема перевернутой L-антенны представлена ​​на рисунке 5.

Используемая диэлектрическая плата - плата FR4, диэлектрическая проницаемость ε = 4,4, толщина диэлектрической платы - 1,5 мм, а ширина линии W = 1 мм.

2.2 Результаты моделирования деформированной перевернутой L-антенны

Результаты моделирования деформированной перевернутой L-антенны представлены на рисунках 6 и 7. На рисунке 6 показан ее коэффициент стоячей волны, а на рисунке 7 - ее диаграмма направленности в плоскости E. Из рисунка 6 видно, что коэффициент стоячей волны 2,37-3,29 ГГц составляет менее 2, а полоса пропускания составляет 32,3%, что значительно превышает полосу пропускания обычных перевернутых L-антенн. Видно, что требования к конструкции выполнены.

3 Заключение

В этой статье проектируются и моделируются две двухполяризованные всенаправленные антенны с центральной частотой 2,85 ГГц. Результаты моделирования двух антенн соответствуют требованиям к конструкции. Среди них круговая патч-антенна с двумя точками питания подходит для сбора и отслеживания информации о грузе нестандартных упаковок. Диэлектрическая плата, используемая в этой конструкции, представляет собой мягкий диэлектрический материал толщиной 0,2 мм. Полоса пропускания деформированной перевернутой L-антенны достигает 32.3%, что может использоваться для отслеживания информации о грузе, когда требуется широкополосный доступ в Интернет.