提高天線(xiàn)增益改善RFID讀寫(xiě)距離

無(wú)線(xiàn)射頻辨識(RFID)讀寫(xiě)器的讀、寫(xiě)距離取決于諸多因素，如讀寫(xiě)器(RFID讀寫(xiě)器)的傳輸功率、讀寫(xiě)器的天線(xiàn)增益、讀寫(xiě)器IC的靈敏度、讀寫(xiě)器的總體天線(xiàn)效率、周?chē)矬w(尤其是金屬物體)及來(lái)自附近的RFID讀寫(xiě)器或者類(lèi)似無(wú)線(xiàn)電話(huà)的其他外部發(fā)射器的射頻(RF)干擾。

計算功率密度

讀寫(xiě)天線(xiàn)發(fā)射之RF電磁波的功率密度大小計算如公式1所示。其中，Sr=功率密度，Pt=讀寫(xiě)天線(xiàn)的發(fā)射功率，Gt=讀寫(xiě)天線(xiàn)的增益，R=讀寫(xiě)天線(xiàn)的發(fā)射距離。

Sr = PtGt/4πR2-----------------------------------------------公式1

從公式1可知，功率密度與距離的平方成反比。在理想情況下，此一公式才成立，例如在不存在衰減RF訊號的物體、可能產(chǎn)生干擾的外部發(fā)射器，以及來(lái)自同一訊號源產(chǎn)生其他干擾模式之多徑效應的微波暗室內。以下將針對這些因素進(jìn)行更詳細地討論。

考慮天線(xiàn)增益

天線(xiàn)增益的單位是dBi，dBi代表一根天線(xiàn)與假設等向天線(xiàn)(Hypothetical Isotropic Antenna)相比之下的正向增益;假設等向天線(xiàn)會(huì )在所有方向均勻地分配能量。在設計天線(xiàn)的結構時(shí)，應使其在某個(gè)方向的輻射能量比另一個(gè)方向的還要多，從而實(shí)現更高的增益。以灑水頭為例子，就可以對此有比較深入的理解，如集中噴射、水流變窄及水射出的距離增加，此與提高天線(xiàn)增益類(lèi)似，即在某個(gè)方向集中能量輻射。

留意天線(xiàn)3dB波束寬度及半功率點(diǎn)

提高讀寫(xiě)器的讀/寫(xiě)距離，必須考慮另一個(gè)重要的天線(xiàn)特性，亦即由天線(xiàn)產(chǎn)生的3dB波束寬度圖樣。如圖1所示的3dB波束寬度，包含75%的射頻能量。在此范圍內，讀寫(xiě)器具有最佳讀、寫(xiě)性能。3dB波束寬度取決于天線(xiàn)增益。例如，天線(xiàn)增益越高，能量越集中，3dB波束寬度就越窄。

圖1 由天線(xiàn)產(chǎn)生的3dB波束寬度

3dB波束寬度還可用來(lái)描述波束的半功率點(diǎn)，即射頻能量減小到一半的位置。此外，圖1還顯示出大部分天線(xiàn)都會(huì )展示的旁瓣(Side Lobe)。讀寫(xiě)器可以在此方向區域上進(jìn)行讀寫(xiě)，但是其讀、寫(xiě)距離將大幅縮短。