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小型RFID偶极子天线设计与优化

作者:张亚平、陶 波、陈显才、吴光华 来源:电子技术 2014-09-01 11:14:28

摘要:无源RFID标签的读写性能主要取决于其天线和芯片的性能,其中超高频RFID标签通常采用偶极子天线。从理论-仿真-实验的角度详细介绍了偶极子天线的设计和优化方法,并制作了4款小型超高频RFID标签样品。测试结果表明,4款样品标签的性能与仿真的优化结果高度一致,该设计和优化方法可行。

关键词:RFID[1634篇]  偶极子天线[4篇]  超高频[55篇]  

  射频识别RFID(Radio Frequency Identification)是一种非接触式自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无须人工干预,可工作于各种恶劣环境,被广泛应用于物流、防伪等领域。

  RFID系统通常由读写器、标签和服务器组成。标签分有源标签和无源标签,无源标签由天线和芯片构成,结构简单,成本低。在超高频频段,标签天线常采用半波偶极子天线[1]。偶极子天线具有结构简单、效率高、制造成本低等优点。

  1 偶极子天线设计

  1.1 天线结构设计

  由半波偶极子天线的定义,天线的总长度为工作频率下电磁波波长的1/2。结合电磁波在电介质中传播的波长公式,半波偶极子天线的长度La为:

小型RFID偶极子天线设计与优化

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  4款样品天线分别选自天线优化设计的不同阶段,天线从773~776依次作了改进。从读取距离的测试结果可见,773~776的读取距离依次增加,天线776的读取距离最远,与仿真结果一致,可见本文所用的优化方法有效。

  无源超高频RFID标签通常采用偶极子天线,本文采用理论分析和仿真优化相结合的方式设计了一款偶极子天线,并采用T型阻抗匹配结构实现与标签芯片的阻抗匹配。通过调节天线长度和阻抗匹配结构的尺寸对偶极子天线进行了优化, 并制作了4款小型超高频RFID标签样品。测试结果表明,4款样品标签的性能与预期的优化结果一致,优化后的标签读写距离达到1.59 m。

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