基于SL3IC3001芯片的UHF頻段RFID多應(yīng)用天線設(shè)計(jì)
0 引 言
RFID是一種利用射頻通信實(shí)現(xiàn)的非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù),它包括電子標(biāo)簽(tag)和讀寫器(reader)兩個(gè)主要部分,附有編碼的標(biāo)簽和讀寫器通過天線進(jìn)行無接觸數(shù)據(jù)傳輸,以完成一定距離的自動(dòng)識(shí)別過程。RFID標(biāo)簽具有體積小,壽命長,能穿透非導(dǎo)電性材料等特點(diǎn),可支持快速讀寫、非可視識(shí)別、移動(dòng)識(shí)別、定位及長期跟蹤管理。RFID技術(shù)在物流與供應(yīng)鏈管理、生產(chǎn)管理與控制、防偽與安全控制、交通管理與控制等各領(lǐng)域,可以大幅提高管理和運(yùn)作效率,降低成本,具有重大的應(yīng)用潛力。隨著相關(guān)技術(shù)的不斷完善和成熟,RFID產(chǎn)業(yè)將成為一個(gè)新興的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)群,成為國民經(jīng)濟(jì)新的增長點(diǎn)。因此,研究RFID技術(shù),發(fā)展RFID產(chǎn)業(yè),對提升社會(huì)信息化水平,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展,提高人民生活質(zhì)量,增強(qiáng)公共安全及國防安全等方面將產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。具有戰(zhàn)略性的重大意義。RFID標(biāo)簽天線作為RFID系統(tǒng)的重要組成部分,在實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊過程中起著關(guān)鍵性作用,因此天線設(shè)計(jì)是整個(gè)RFlD系統(tǒng)應(yīng)用的關(guān)鍵。
典型的RFID標(biāo)簽天線包括微帶貼片天線和偶極子天線。RFID標(biāo)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,當(dāng)它粘貼在一般的絕緣介質(zhì)(如玻璃、塑料箱等)表面,會(huì)影響天線的電感量和降低諧振頻點(diǎn)的品質(zhì)因數(shù);當(dāng)它粘附在金屬上時(shí),由于電磁感應(yīng)的作用,會(huì)吸收射頻能量而轉(zhuǎn)換成自身的電場能,因此減弱了原有射頻場強(qiáng)的總能量,同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)磁場,磁力線垂直于金屬表面,使得射頻場強(qiáng)的分布在金屬表面發(fā)生變形,磁力曲線趨于平緩。因此,當(dāng)標(biāo)簽貼附在金屬表面或非常接近金屬表面時(shí),該空間內(nèi)實(shí)際并無射頻場強(qiáng)分布,標(biāo)簽天線無法切割磁力線而獲得電磁場能量,因而標(biāo)簽無法正常工作。
1 微帶RFID貼片天線
微帶貼片天線通常是在一個(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,利用微帶線或同軸探針對貼片饋電,如圖1所示。因?yàn)槲зN片天線自身有一個(gè)金屬的地板,當(dāng)其粘附在各種物體上時(shí),天線背面的電磁場不會(huì)受到太大影響,故可以在多種環(huán)境下正常讀取。
利用傳輸線模型分析微帶天線是較有效的方法。該方法的基本假設(shè)如下:微帶貼片和接地板構(gòu)成一段微帶傳輸線,傳輸準(zhǔn)TEM波,場在傳輸方向是駐波分布。而在其垂直方向是常數(shù);傳輸線的兩個(gè)開口端(始端和末端)等效為兩個(gè)輻射縫口徑場,即為傳輸線開口端場強(qiáng),如圖2所示。
評(píng)論