遠距離RFID讀寫(xiě)天線(xiàn)的研究

天線(xiàn)設計完成后，使用矢量網(wǎng)絡(luò )分析儀測量天線(xiàn)品質(zhì)因數及帶寬。若帶寬不符合要求，可加并聯(lián)電阻調整。
設天線(xiàn)的諧振電阻為Rpor，理想品質(zhì)因數為Qreqtuired，則：

假設利用頻譜分析儀實(shí)測的天線(xiàn)品質(zhì)因數為Qreqtuired，則相應天線(xiàn)的阻抗為：

最終天線(xiàn)需要并聯(lián)電阻R：

該設計按以上步驟設計天線(xiàn)品質(zhì)因數，其Qrequired=30。
2．2．4 天線(xiàn)尺寸
一般情況下．讀寫(xiě)器識別距離與讀寫(xiě)器的天線(xiàn)裝置及磁場(chǎng)強度有關(guān)，天線(xiàn)越大，輸出功率越大，讀寫(xiě)距離就越遠。但隨著(zhù)天線(xiàn)尺寸增大，也出現了其他問(wèn)題：信噪比下降；為符合國內外的電磁兼容標準要求，可能需要實(shí)施電磁屏蔽措施；讀寫(xiě)器天線(xiàn)的磁場(chǎng)回旋盲區將會(huì )擴張，在磁場(chǎng)盲區電子標簽無(wú)法作出響應：電子標簽的天線(xiàn)與讀寫(xiě)器的天線(xiàn)之間匹配問(wèn)題更難解決。如果電感太大，甚至可能無(wú)法解決。天線(xiàn)的最大幾何尺寸同工作波長(cháng)之間有一個(gè)界限，一般定義為：

式中，L是天線(xiàn)的最大尺寸，λ是工作波長(cháng)。
對于13．6 MHz的射頻識別系統來(lái)說(shuō)，天線(xiàn)的最大尺寸應選用50 cm左右。采用尺寸大小為50 cm×50 cm的單一天線(xiàn)讀寫(xiě)器，當輻射功率達0．8 W時(shí)，可實(shí)現50 cm的有效讀寫(xiě)距離。若采用雙天線(xiàn)，則可實(shí)現超過(guò)1 m的有效讀寫(xiě)距離。
2．2．5 匹配網(wǎng)絡(luò )
本文研究的RFID讀寫(xiě)器頻率為13．56 MHz，為有效抑制功率反射、寄生輻射等高頻效應，通常是將讀寫(xiě)器天線(xiàn)通過(guò)同軸電纜連接到讀寫(xiě)器的高頻模塊，同軸電纜阻抗為50 Ω。因此，天線(xiàn)的阻抗匹配就是通過(guò)一定的無(wú)源匹配電路來(lái)改變讀寫(xiě)器天線(xiàn)的輸入阻抗，使其與同軸電纜的阻抗保持一致，這樣就可使能量通過(guò)同軸電纜幾乎無(wú)損失的從讀寫(xiě)器傳送出去。圖4為采用50 Ω技術(shù)的電感耦合式射頻識別系統電路。

3 結論
RFID讀寫(xiě)器要實(shí)現遠距離讀寫(xiě)功能關(guān)鍵在于天線(xiàn)的設計，通過(guò)研究RFID天線(xiàn)工作原理及其性能參數，提出一種有效的天線(xiàn)設計優(yōu)化方案，從而使讀寫(xiě)器具有更遠的讀寫(xiě)距離和更高的能量利用率。經(jīng)實(shí)驗證明：RFID讀寫(xiě)器配上優(yōu)化后的遠距離射頻天線(xiàn)可使讀寫(xiě)距離達到30 cm。