一種UHF頻段RFID標簽天線(xiàn)實(shí)現方案

引 言

　　RFID是一種利用射頻通信實(shí)現的非接觸式自動(dòng)識別技術(shù)，它包括電子標簽(tag)和讀寫(xiě)器(reader)兩個(gè)主要部分，附有編碼的標簽和讀寫(xiě)器通過(guò)天線(xiàn)進(jìn)行無(wú)接觸數據傳輸，以完成一定距離的自動(dòng)識別過(guò)程。RFID標簽天線(xiàn)作為RFID系統的重要組成部分，在實(shí)現數據通訊過(guò)程中起著(zhù)關(guān)鍵性作用，因此天線(xiàn)設計是整個(gè)RFlD系統應用的關(guān)鍵。

　　典型的RFID標簽天線(xiàn)包括微帶貼片天線(xiàn)和偶極子天線(xiàn)。RFID標簽的性能容易受到環(huán)境介質(zhì)的影響，尤其是微帶偶極子天線(xiàn)，當它粘貼在一般的絕緣介質(zhì)(如玻璃、塑料箱等)表面，會(huì )影響天線(xiàn)的電感量和降低諧振頻點(diǎn)的品質(zhì)因數;當它粘附在金屬上時(shí)，由于電磁感應的作用，會(huì )吸收射頻能量而轉換成自身的電場(chǎng)能，因此減弱了原有射頻場(chǎng)強的總能量，同時(shí)也會(huì )產(chǎn)生感應磁場(chǎng)，磁力線(xiàn)垂直于金屬表面，使得射頻場(chǎng)強的分布在金屬表面發(fā)生變形，磁力曲線(xiàn)趨于平緩。因此，當標簽貼附在金屬表面或非常接近金屬表面時(shí)，該空間內實(shí)際并無(wú)射頻場(chǎng)強分布，標簽天線(xiàn)無(wú)法切割磁力線(xiàn)而獲得電磁場(chǎng)能量，因而標簽無(wú)法正常工作。

本文設計了一種UHF頻段RFID標簽天線(xiàn)。在微帶矩形天線(xiàn)理論基礎上，改進(jìn)了E型開(kāi)槽天線(xiàn)的結構，用微帶線(xiàn)側饋代替了背饋方式，使天線(xiàn)與芯片能良好地匹配，并通過(guò)獲得雙諧振頻率擴大了帶寬。

　　1 微帶RFID貼片天線(xiàn)

　　微帶貼片天線(xiàn)通常是在一個(gè)薄介質(zhì)基片上，一面附上金屬薄層作為接地板，另一面用光刻腐蝕等方法做出一定形狀的金屬貼片，利用微帶線(xiàn)或同軸探針對貼片饋電，如圖1所示。因為微帶貼片天線(xiàn)自身有一個(gè)金屬的地板，當其粘附在各種物體上時(shí)，天線(xiàn)背面的電磁場(chǎng)不會(huì )受到太大影響，故可以在多種環(huán)境下正常讀取。

　　利用傳輸線(xiàn)模型分析微帶天線(xiàn)是較有效的方法。該方法的基本假設如下：微帶貼片和接地板構成一段微帶傳輸線(xiàn)，傳輸準TEM波，場(chǎng)在傳輸方向是駐波分布。而在其垂直方向是常數;傳輸線(xiàn)的兩個(gè)開(kāi)口端(始端和末端)等效為兩個(gè)輻射縫口徑場(chǎng)，即為傳輸線(xiàn)開(kāi)口端場(chǎng)強，如圖2所示。

　　圖3是按照傳輸線(xiàn)法建立的微帶天線(xiàn)等效電路。Ys為縫輻射導納;Y0為微帶貼片的特性導納。