Dual Polarization Omnidirectioneel RFID-antenneontwerp voor de logistieke sector

0 Voorwoord

Op dit moment, met de brede toepassing van radiofrequentie-identificatie (RFID) in identificatie, bankieren, verkeerspassen, enz., heeft het steeds meer aandacht getrokken van verschillende maatschappelijke sectoren. Bovendien, aangezien het land de constructie van "Internet of Things" noemt als strategische industrie, is de toepassing van RFID in logistiek en warehousing steeds meer aandacht besteed door verschillende logistieke bedrijven. Het toepassingsproces van RFID in logistiek en warehousing omvat vrachttracking in het logistieke proces, automatische verzameling van informatie, toepassingen voor magazijnbeheer, haventoepassingen, postpakketten, expresbezorging, enz. Er is bijvoorbeeld veel onderzoek gedaan naar RFID-antennes die worden gebruikt in velden zoals identificatie in de literatuur. In de Logistieke sector verschilt de toepassing van RFID van de toepassing van RFID bij identificatie. Het moet in staat zijn om signalen over een lange afstand en in verschillende richtingen te verzenden en ontvangen, wat vereist dat de antennes die in de logistieke sector worden gebruikt, een alomvattend tropisme hebben. Tegelijkertijd kan de polarisatierichting van de antenne niet circulair gepolariseerd worden, omdat het belangrijkste zend- en ontvangstsysteem van het logistieke identificatiesysteem niet erg groot kan worden gemaakt. Dit vereist dat de RFID-antenne wordt gemaakt tot een dubbel gepolariseerde antenne, zodat het in elke richting het belangrijkste ontvangstsysteem in staat stelt het signaal van het RFID-tagbord te ontvangen.

1 Ontwerp van een cirkelvormige patchantenne met dubbele voedingspunten

Momenteel is het onderzoek naar cirkelvormige patchantennes voornamelijk geminiaturiseerd en is het onderzoek naar dubbele polarisatie in principe niet betrokken. De antenne van de cirkelvormige patch met dubbele voedingspunten is om de cirkelvormige patch dubbel gepolariseerd te maken.

1.1 Afmetingen van de vaste patchantenne met dubbele voedingspunten

De antenne van de cirkelvormige patch met dubbele voedingspunten is verdeeld in twee delen: het voedingsdeel en het cirkelvormige patchdeel. Het voedingsdeel is een voedingsleiding die uit een voedingsdeel komt en vervolgens vertakt op de voedingslijn om twee voedingslijnen te vormen, die respectievelijk worden gevoed naar de twee loodrecht kruisende diameters van de cirkelvormige patchantenne, en de lijnlengtes van de twee vertakte voedingslijnen verschillen met λ/ 4. Om de impedantieaanpassingswaarde van de antenne op 50 Ω te brengen, wordt een afstemmingsaanpassingstak ingesteld op de voedingspoort, zoals weergegeven in Afbeelding 1. Door de lengtes van L2 en L1 aan te passen, kan de impedantie van de antenne worden aangepast tot 50 Ω. Deze vorm van aanpassingscircuit is eenvoudig te produceren en goedkoop.

1.2 Simulatieresultaten van circulaire patchantenne met dubbele voedingspunten

De simulatieresultaten van de circulaire patchantenne met dubbele voedingspunten worden weergegeven in Afbeelding 3 en Afbeelding 4. Afbeelding 3 toont de staande golfverhouding en Afbeelding 4 is het stralingspatroon van het E-vlak. Het is te zien dat de staande golfverhouding minder dan 2 is in het bereik van 2,8-2,92 GHz. Uit Afbeelding 3 en Afbeelding 4 blijkt dat het oorspronkelijke ontwerpdoel is bereikt.

2 Breedband deformatie omgekeerd L antenne ontwerp

2.1 Afmetingen van breedband deformeerbare omgekeerde L antenne

De omgekeerde L antenne is samengesteld uit een horizontaal element en een verticaal element, en heeft horizontale polarisatie en verticale polarisatie prestaties, en de lengte som is ongeveer λ/4, dus het heeft lage profiel kenmerken. Maar de frequentieband is relatief smal, meestal slechts één procent van de centrale frequentie. De bandbreedte van de vervormde omgekeerde L antenne ontworpen in dit artikel zal aanzienlijk worden verbreed. Het structuurdiagram van de omgekeerde L antenne is weergegeven in Figuur 5.

Het gebruikte diëlektrische bord is FR4 bord, de diëlektrische constante ε=4.4, de dikte van het diëlektrische bord is 1.5 mm, en de lijnbreedte W=1 mm.

2.2 Simulatieresultaten van vervormde omgekeerde L-antenne

De simulatieresultaten van de vervormde omgekeerde L-antenne worden weergegeven in Figuur 6 en Figuur 7. Figuur 6 toont de staande golfverhouding en Figuur 7 toont het E-vlakrichtingsdiagram. Uit Figuur 6 blijkt dat de staande golfverhouding van 2,37-3,29 GHz minder is dan 2 en de bandbreedte 32,3% is, wat veel hoger is dan de bandbreedte van gewone omgekeerde L-antennes. Het blijkt dat aan de ontwerpvereisten is voldaan.

3 Conclusie

In dit artikel worden twee dubbel gepolariseerde omnidirectionele antennes ontworpen en gesimuleerd met een middenfrequentie van 2,85 GHz. De simulatieresultaten van de twee antennes voldoen aan de ontwerpvereisten. Onder hen is de circulaire patchantenne met dubbele voedingspunt geschikt voor het verzamelen en volgen van vrachtinformatie of onregelmatige pakketten. Het diëlektrische bord dat in dit ontwerp wordt gebruikt, is een zacht diëlektrisch materiaal met een dikte van 0,2 mm. De bandbreedte van de vervormde omgekeerde L-antenne bereikt 32,3%, wat kan worden gebruikt voor het volgen van vrachtinformatie wanneer breedband vereist is.