一種用于RFID系統的雙頻微帶天線(xiàn)的設計

2 天線(xiàn)設計與仿真
根據以上原理，這里將E形天線(xiàn)與IFA天線(xiàn)相結合實(shí)現了雙頻微帶天線(xiàn)，如圖3所示。根據文獻[9，10]，有：

式中：W為天線(xiàn)的寬度；c為光速；f為工作頻率；εr為介質(zhì)相對介電常數。

天線(xiàn)的長(cháng)度一般參照λg／2取值，λg為介質(zhì)中的波長(cháng)，有：

式(10)中，有效介電常數和△L可以根據以下公式計算：

式中：εe為有效介電常數；h為介質(zhì)基板厚度。
根據式(8)～(12)可以估算出天線(xiàn)的尺寸W和L。然后，在基于FDTD的．Ansoft HFSS 10．0上建模，仿真優(yōu)化，得到圖3所示的天線(xiàn)模型。仿真結果如圖4所示。天線(xiàn)的結構參數如表1所示。

從圖3可以看到，該微帶天線(xiàn)是由E形天線(xiàn)與共面IFA共同構成的，天線(xiàn)印刷在厚度為2 mm，相對介電常數為4．6的FR4基板上，天線(xiàn)引入了感性短路針來(lái)抵消容性。在調試中發(fā)現天線(xiàn)的性能對以下參數特別敏感：槽的寬度對第二諧振點(diǎn)影響比較大，其影響主要體現在諧振深度上，而不產(chǎn)生頻偏；短路針的位置對第一諧振點(diǎn)影響比較大，其影響主要體現在諧振深度上，而不產(chǎn)生頻偏；槽之間的距離越近，諧振頻率越大，而對諧振深度的影響卻甚微。
從圖4(a)可以看到，天線(xiàn)諧振在850 MHz，920 MHz。諧振點(diǎn)處VSWR=1．09，帶寬(VSWR2)840～860 MHz和910～930 MHz，完全滿(mǎn)足UHF中國頻段的要求。從圖4(b)～(e)的方向圖可以看到，無(wú)論是在850 MHz還是在920 MHz，天線(xiàn)的后瓣均比較小，從而實(shí)現了該天線(xiàn)高的前后抑制比。

3 結 語(yǔ)
在此針對UHF頻段RFID讀寫(xiě)器天線(xiàn)兼容840～845 MHz和920～925 MHz雙頻段的要求設計了一款新穎的雙頻微帶天線(xiàn)。仿真和測試結果表明，這種天線(xiàn)諧振在850 MHz和920 MHz兩個(gè)頻點(diǎn)，兩個(gè)諧振點(diǎn)處帶寬(VSWR2)滿(mǎn)足覆蓋840～845 MHz和920～925 MHz雙頻段的要求，且具有較低的后瓣。