超高頻rfid模塊|超高頻RFID天線作用及設(shè)計(jì)步驟

　　電子標(biāo)簽天線的設(shè)計(jì)目標(biāo)是傳輸最大的能量進(jìn)出標(biāo)簽芯片，這需要仔細(xì)設(shè)計(jì)天線和自由空間的匹配，以及天線與標(biāo)簽芯片的匹配。當(dāng)工作頻率增加到微波波段，天線與電子標(biāo)簽芯片之間的匹配問題變得更加嚴(yán)峻。一直以來，電子標(biāo)簽天線的開發(fā)是基于50或者75輸入阻抗，而在RFID應(yīng)用中，芯片的輸入阻抗可能是任意值，并且很難在工作狀態(tài)下準(zhǔn)確測試，缺少準(zhǔn)確的參數(shù)，天線的設(shè)計(jì)難以達(dá)到最佳。

　　超高頻RFID天線的設(shè)計(jì)要領(lǐng)及常見步驟講解

　　電子標(biāo)簽天線的設(shè)計(jì)還面臨許多其他難題，如相應(yīng)的小尺寸要求，低成本要求，所標(biāo)識(shí)物體的形狀及物理特性要求，電子標(biāo)簽到貼標(biāo)簽物體的距離要求，貼標(biāo)簽物體的介電常數(shù)要求，金屬表面的反射要求，局部結(jié)構(gòu)對輻射模式的影響要求等，這些都將影響電子標(biāo)簽天線的特性，都是電子標(biāo)簽設(shè)計(jì)面臨的問題。

　　超高頻RFID天線的設(shè)計(jì)

　　對于近距離RFID系統(tǒng)(如13.56MHz小于10cm的識(shí)別系統(tǒng))，天線一般和讀寫器集成在一起;對于遠(yuǎn)距離RFID系統(tǒng)(如UHF頻段大于3m的識(shí)別系統(tǒng))，天線和讀寫器常采取分離式結(jié)構(gòu)，并通過阻抗匹配的同軸電纜將讀寫器和天線連接到一起。讀寫器由于結(jié)構(gòu)、安裝和使用環(huán)境等變化多樣，并且讀寫器產(chǎn)品朝著小型化甚至超小型化發(fā)展，使得讀寫器天線的設(shè)計(jì)面臨新的挑戰(zhàn)。

　　讀寫器天線設(shè)計(jì)要求低剖面、小型化以及多頻段覆蓋。對于分離式讀寫器，還將涉及天線陣的設(shè)計(jì)問題，小型化帶來的低效率、低增益問題等，這些目前是國內(nèi)外共同關(guān)注的研究課題。目前已經(jīng)開始研究讀寫器應(yīng)用的智能波束掃描天線陣，讀寫器可以按照一定的處理順序，通過智能天線使系統(tǒng)能夠感知天線覆蓋區(qū)域的電子標(biāo)簽，增大系統(tǒng)覆蓋范圍，使讀寫器能夠判定目標(biāo)的方位、速度和方向信息，具有空間感應(yīng)能力。

　　超高頻RFID天線的設(shè)計(jì)步驟

　　RFID電子標(biāo)簽天線的性能，很大程度依賴于芯片的復(fù)數(shù)阻抗，復(fù)數(shù)阻抗是隨頻率變換的，因此天線尺寸和工作頻率限制了最大可達(dá)到的增益和帶寬，為獲得最佳的標(biāo)簽性能，需要在設(shè)計(jì)時(shí)做折衷，以滿足設(shè)計(jì)要求。在天線的設(shè)計(jì)步驟中，電子標(biāo)簽的讀取范圍必須嚴(yán)密監(jiān)控，在標(biāo)簽構(gòu)成發(fā)生變更或不同材料不同頻率的天線進(jìn)行性能優(yōu)化時(shí)，通常采用可調(diào)天線設(shè)計(jì)，以滿足設(shè)計(jì)允許的偏差。

　　設(shè)計(jì)超高頻RFID天線時(shí)，首先選定應(yīng)用的種類，確定電子標(biāo)簽天線的需求參數(shù);然后根據(jù)電子標(biāo)簽天線的參數(shù)，確定天線采用的材料，并確定了電子標(biāo)簽天線的結(jié)構(gòu)和封裝后的阻抗;最后采用優(yōu)化的方式，封裝后的阻抗與天線匹配，綜合仿真天線的其他參數(shù)，讓天線滿足技術(shù)指標(biāo)，并用網(wǎng)絡(luò)分析儀檢測各項(xiàng)指標(biāo)。

　　很多天線因?yàn)槭褂铆h(huán)境復(fù)雜，使得超高頻RFID天線的解析方法也很復(fù)雜，天線通常采用電磁模型和仿真工具來分析。天線典型的電磁模型分析方法為有限元法FEM、矩量法MOM和時(shí)域有限差分法FDTD等。仿真工具對天線的設(shè)計(jì)非常重要，是一種快速有效的天線設(shè)計(jì)工具，目前在天線技術(shù)中使用越來越多。典型的天線設(shè)計(jì)方法，首先是將天線模型化，然后將模型仿真，在仿真中監(jiān)測天線射程、天線增益和天線阻抗等，并采用優(yōu)化的方法進(jìn)一步調(diào)整設(shè)計(jì)，最后對天線加工并測量，直到滿足要求。

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