一种新的缺陷地微带线定向耦合器.pdfVIP

第 28卷第4期 西 安 工 业 大 学 学 报 V0L28No．4 2008年 O8月 JournalofXi’anTechnologicalUniversity Aug．2008 文章编号： 1673-9965(2008)04—372—03 一 种新的缺陷地微带线定向耦合器 陈 蕾 ，尚宇 ，魏 峰 (1．西安工业大学 电子信息工程学院，西安 710032； 2．西安电子科技大学 天线与微波技术国家重点实验室，西安 710071) 摘 要：传统的微带线定向耦合器隔离度较低，利用功率相消技术虽能有效解决此问题，但 耦合器的物理尺寸依然偏大，缺陷地结构的慢波特性可以减少微波器件的尺寸．将功率相消技 术和缺陷地结构技术相结合，设计出一种新型微带线定向耦合器，并将其应用于UHFRFID 阅读器中．该定向耦合器工作频带为902~928MHz，3-．作在920MHz时隔离度可以达到一 49．8dB，耦合度约为一11dB，同时将微带线定向耦合器的尺寸减小 了2O ． 关键词 ： 缺陷地结构；射频识别；定向耦合器；隔离度 中图号： TN622 文献标志码： A 射频识别 (RadioFrequencyIdentification， 线定向耦合器奇偶模的相位速度不同_3]，隔离度较 RFID)技术是现代信息技术发展的产物，与磁卡、 低，无法直接应用于无源UHFRFID阅读器中．文 IC卡等接触性识别系统不同，该系统可以无线地、 献Ⅲ提出功率相消技术提高定向耦合器隔离度的 非接触地完成 自动识别．UHF频段的无源 RFID 方法，但这种耦合器的尺寸相比阅读器而言较大， 系统 (工作频率为 860～960MHz)采用半双工的 限制 了其应用．缺 陷地结构 (DefectedGround 工作方式进行通信．由于无源 UHFRFID系统收 Structure，DGS)是由光子带隙结构发展而来的，通 发信机同时同频工作，所以在阅读器接收前端，发 过在微波电路的接地金属平面上蚀刻出周期性或 射机泄漏的强信号不可避免的会影响接收机的接 非周期性的小孔来改变接地 电流的分布，从而改变 收灵敏度，其主要表现就是阅读器对标签的识别距 传输线的频率特性，其慢波特性可以减少微波器件 离极大降低．同时较强的发射泄漏信号也会导致阅 的尺寸．文中将功率相消技术和DGS技术有效结 读器接收机的低噪声放大器进入饱和区域，降低其 合，在保持高隔离度的基础上缩小了微带线定向耦 动态范围． 合器的物理尺寸． 为了提高阅读器发射支路与接收支路之间的 1 功率相消技术 隔离度，通常采用的方法是使用两个不同极化的天 线，分别用于发射与接收．但是，这种方法会导致制 传统微带线定向耦合器为4端El网络，发射信 造成本和尺寸成倍增加_】]．目前有些公司采用铁 号从端 口1输入，其中大部分能量从端 口2直接输 氧体材料制成的环行器进行收发隔离，然而环行器 出，部分能量泄漏到端 口3，端 口4通常接一个 5O 价格较高，并且隔离度一般也只有一25dB左右，不 Q的匹配负载．而接收信号从端 口2输人，通过耦 能满足无源UHFRFID系统远距离识别的要求． 合到达端 口3，从而实现环行器的功能． 而微带线定向耦合器结构简单、成本较低，是一个 从图 1可以看出，调整端 口4的反射系数，可 很好的选择，近年来得到了一定应用．但传统微带 以改变该端 口的反射信号．如果端 口4的反射信号 * 收稿 日期 ：2008—05—16 基金项 目：陕西省重大科技创新专