平面天线制造技术

一种平面天线包括：由电介质形成的基板；形成在所述基板的第一表面上的分布常数线，所述分布常数线包括被供应电力的第一端以及作为开放端或被接地的第二端；以及至少一个第一谐振器，其被布置在所述基板的所述第一表面上，并被布置在电流的驻波的节点中的任一节点附近允许所述至少一个第一谐振器电磁耦合到所述分布常数线的范围内，其中，响应于从所述分布常数线辐射的或由所述分布常数线接收的具有特定设计波长的无线电波，所述电流流经所述分布常数线。

【技术实现步骤摘要】
平面天线
在本文中讨论的实施例涉及例如平面天线。
技术介绍
近年来，射频识别(RFID)系统已被广泛使用。RFID系统的典型示例包括使用相当于UHF频带(900MHz频带)的电磁波或微波(2.45GHz)作为通信介质的系统，以及使用互感磁场的系统。在这样的系统当中，使用UHF频带中的电磁波的RFID系统受到了很多关注，这是因为这些RFID系统具有相对长的可进行通信的距离。作为可以用于使标签阅读器使用UHF频带的电磁波来与射频识别标签通信的天线，已提出了利用微带线(microstripline)作为天线的微带天线(参见日本特许专利公开4-287410和日本特许专利公开2007-306438)。注意，在下文中将会出于便于说明的目的将射频识别标签称为“RFID标签”。同时，已提出了通过下述方式来管理位于架上的物品的方法：将标签阅读器的天线集成到架中，并且进行被附到位于架上的物品的RFID标签与标签阅读器之间的通信。被集成到架中的这种天线称为架天线。架天线优选地在该架天线的表面附近针对具有用于通信的特定频率的无线电波形成均匀且强的电场，以使得架天线可以与位于集成有架天线的架上的任何位置的物品的RFID标签通信。相应地，本说明书的目的是提供一种可以在天线的表面附近提高电场的均匀性并且增加电场强度的平面天线。
技术实现思路
根据本专利技术的方面，一种平面天线包括：由电介质形成的基板；形成在所述基板的第一表面上的分布常数线(distributedconstantline)，所述分布常数线包括被供应电力的第一端以及作为开放端的第二端，其中，分布常数线是微带线，微带线包括布置在基板的第二表面上的地电极以及布置在基板的第一表面上的导体，导体为线性导体；以及至少一个第一谐振器，其被布置在所述基板的所述第一表面上，并被布置在电流的驻波的节点中的任一节点附近允许所述至少一个第一谐振器电磁耦合到所述分布常数线的范围内，其中，响应于从所述分布常数线辐射的或由所述分布常数线接收的具有特定设计波长的无线电波，所述电流流经所述分布常数线；以及至少一个第二谐振器，其平行于导体而被布置在基板的第一表面上，并被布置在电流的驻波的波腹中的任一波腹附近允许至少一个第二谐振器电磁耦合到导体的范围内，所述至少一个第二谐振器被布置成与所述至少一个第一谐振器正交，其中，所述至少一个第一谐振器和所述至少一个第二谐振器由导电材料制成，其中，所述至少一个第一谐振器与所述至少一个第二谐振器不连接，以及所述至少一个第一谐振器中的每个谐振器被布置在离分布常数线的第二端为半个设计波长的整数倍的距离的位置处。附图说明图1是根据第一实施例的架天线的透视图；图2A是从沿图1中的线IIA-IIA的箭头的方向看到的架天线的侧剖面图；图2B是从沿图1中的线IIB-IIB的箭头的方向看到的架天线的侧剖面图；图3是在图1中描绘的架天线的平面图；图4是示出了用于模拟根据第一实施例的架天线的天线特性的元件的尺寸的、架天线的平面图；图5是描绘根据第一实施例的架天线的S参数的频率特性的模拟结果的曲线图；图6是描绘在根据第一实施例的架天线的表面的附近形成的电场的模拟结果的图示；图7是根据第一实施例的修改的架天线的平面图；图8是描绘根据图7中描绘的修改的架天线的S参数的频率特性的模拟结果的曲线图；图9是描绘在根据图7中描绘的修改的架天线的表面附近形成的电场的模拟结果的图示；图10是根据第一实施例的其他修改的架天线的平面图；图11是描绘根据图10中描绘的修改的架天线的S参数的频率特性的模拟结果的曲线图；图12是描绘在根据图10中描绘的修改的架天线的表面附近形成的电场的模拟结果的图示；图13是根据第二实施例的架天线的平面图；图14是示出了用于模拟根据第二实施例的架天线的天线特性的元件的尺寸的、架天线的平面图；图15是描绘根据第二实施例的架天线的S参数的频率特性的模拟结果的曲线图；图16A是描绘特定时间点的架天线的表面附近的电场的方向的图示；图16B是描绘特定时间点的架天线的表面附近的电场的方向的图示；图16C是描绘特定时间点的架天线的表面附近的电场的方向的图示；图17是根据第二实施例的修改的架天线的平面图；图18是描绘根据图17中描绘的修改的架天线的S参数的频率特性的模拟结果的曲线图；图19是根据对第二实施例的又一修改的架天线的平面图；图20是根据对每个实施例的另一修改的架天线的平面图；图21是根据第三实施例的架天线的平面图；图22是示出了用于模拟根据第三实施例的架天线的天线特性的元件的尺寸的、架天线的平面图；图23是描绘根据第三实施例的架天线的S参数的频率特性的模拟结果的曲线图；以及图24是描绘在根据第三实施例的架天线的表面附近形成的电场的模拟结果的图示。具体实施方式在下文中，将参照附图来描述根据各种实施例的平面天线。平面天线利用包括电导线或导线的微带线作为微带天线，该电导线或导线的一端连接到馈电点而另一端为开放端或者被短路到地电极。因此，在平面天线中，流经微带天线的电流被导线的另一端反射，从而电流形成驻波。在驻波的节点处，流动电流被最小化，并且节点周围的电场强度被最大化。相应地，在平面天线中，在与形成微带的导线相同的平面上，至少一个谐振器被布置在驻波的节点中的任一节点附近允许该至少一个谐振器电磁耦合到微带天线的范围内。因此，平面天线可以提高天线表面附近的电场的均匀性和强度。在下文中所描述的实施例中，本文中公开的每个平面天线均被形成为架天线。然而，本文中公开的每个平面天线可以用于与架天线不同的应用目的，例如用作被用于与RFID标签通信的各种近场天线。图1是根据第一实施例的架天线的立体图，而图2A是从沿图1中的线IIA-IIA的箭头的方向看到的架天线的侧剖面图。图2B是从沿图1中的线IIB-IIB的箭头的方向看到的架天线的侧剖面图。图3是图1中描绘的架天线的平面图。架天线1包括基板10、设置在基板10的下表面上的地电极11、设置在基板10的上面上的导体、以及设置在与导体12相同的平面上的多个谐振器13-1至13-4。基板10支承地电极11、导体12以及谐振器13-1至13-4。基板10由电介质形成，因此地电极11与导体12和谐振器13-1至13-4绝缘。例如，基板10由玻璃环氧树脂(如阻燃剂型4(FR-4))形成。可替代地，基板10可以由可形成为层形式的另一电介质形成。基板10的厚度被确定成使得架天线1的特性阻抗具有特定值或预定值，例如50Ω或75Ω。地电极11、导体12以及谐振器13-1至13-4由金属(如铜、金、银、或镍、或其合金)或另一导电材料形成。如图1、图2A及图2B所示，地电极11、导体12以及谐振器13-1至13-4通过例如蚀刻或粘附而被固定到基板10的下表面或上表面上。地电极11是平的且接地的导体，并且地电极11被设置为覆盖基板10的整个下表面。如图1所示，导体12是设置在基板10的上表面上的线性导体(linearconductor)，并且被布置成与基板10的纵向方向基本平行，并被布置在基板10沿其横向方向基本被分成两半的位置处。导体12的一端用作馈电点12a，并且连接到通信电路(未描绘)，该通信电路处理通过架天线1辐射或接收的无线电信号。导体12的另一端12b是开放端。导体1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种平面天线，包括：由电介质形成的基板；形成在所述基板的第一表面上的分布常数线，所述分布常数线包括被供应电力的第一端以及作为开放端或被接地的第二端；以及至少一个第一谐振器，其被布置在所述基板的所述第一表面上，并被布置在电流的驻波的节点中的任一节点附近允许所述至少一个第一谐振器电磁耦合到所述分布常数线的范围内，其中，响应于从所述分布常数线辐射的或由所述分布常数线接收的具有特定设计波长的无线电波，所述电流流经所述分布常数线。

【技术特征摘要】
2013.11.07 JP 2013-2313911.一种平面天线，包括：由电介质形成的基板；形成在所述基板的第一表面上的分布常数线，所述分布常数线包括被供应电力的第一端以及作为开放端的第二端，其中，所述分布常数线是微带线，所述微带线包括布置在所述基板的第二表面上的地电极以及布置在所述基板的所述第一表面上的导体，所述导体为线性导体；至少一个第一谐振器，其被布置在所述基板的所述第一表面上，并被布置在电流的驻波的节点中的任一节点附近允许所述至少一个第一谐振器电磁耦合到所述分布常数线的范围内，其中，响应于从所述分布常数线辐射的或由所述分布常数线接收的具有特定设计波长的无线电波，所述电流流经所述分布常数线；以及至少一个第二谐振器，其平行于所述导体而被布置在所述基板的所述第一表面上，并被布置在所述电流的驻波的波腹中的任一波腹附近允许至少一个第二谐振器电磁耦合到所述导体的范围内，所述至少一个第二谐振器被布置成与所述至少一个第一谐振器正交，其中，所述至少一个第一谐振器和所述至少一个第二谐振器由导电材料制成，其中，所述至少一个第一谐振器与所述至少一个第二谐振器不连接，以及所述至少一个第一谐振器中的每个谐振器被布置在离所述分布常数线的所述第二端为半个设计波长的整数倍的距离的位置处。2.根据权利要求1所述的平面天线，其中，所述至少一个第一谐振器包括多个第一谐振器，所述多个第一谐振器各自被交替地布置以将所述导体夹在所述多个第一谐振器之间，所述多个第一谐振器中的每个谐振器与所述分布常数线隔离，并且所述多个第一谐振器中的两个相邻第一谐振器被布置在流...

【专利技术属性】
技术研发人员：山城尚志，甲斐学，安德雷·S·安德连科，
申请(专利权)人：富士通株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP