一文读懂UHF RFID天线的设计技术.doc
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1、一文读懂UHF RFID天线的设计技术本文提出了一种用抗金属的超高频射频识别标签天线,该天线适用于多标准超高频射频识别系统。射频识别(Radio Frequency IdenTIficaTIon,RFID)是一种利用无线射频方式进行非接触双向数据通信,以达到目标识别并交换数据的技术。PC机通过RS 232接口远程控制读写器。读写器接到命令后,通过天线发送射频命令实现对标签的操作,同时接收标签返回的数据。电子标签靠其内部天线获得能量,并由芯片(IC)控制接收、发送数据。国内RFID系统使用的频段主要分为低频(135 kHz以下)、高频(1356 MHz)、超高频(Ultra High Frequ
2、ency,UHF)(860960 MHz)和微波(24 GHz以上)等几大类。目前越来越多的研究聚焦在了对UHF RFID系统的研究上。由于电磁波会被金属反射导致普通电子标签在金属表面无法被正确识别,这一缺点严重限制了其在物流行业的广泛应用,因此UHF标签天线的抗金属性成为了研究的热点和攻克的难点。本文在分析了金属对标签天线电磁场影响作用的基础上,提出了一种成本相对较低可用于金属环境的超高频RFID无源标签天线。该天线将环形微带与偶极子结构结合实现了在金属环境下高增益的特性。天线面积100 mmx40 mm满足了小尺寸金属环境的要求,具有较高的性价比。1 金属对标签天线的影响射频识别系统工作原
3、理图如图1所示。研究金属物体对标签天线的影响,首先要考虑天线靠近金属时金属表面电磁场的特性。根据电磁感应定理,这时金属表面附近的磁场分布会发生畸变,磁力线趋于平缓,在很近的区域内几乎平行于金属表面,使得金属表面附近的磁场只存在切向的分量而没有法向的分量,因此天线将无法通过切割磁力线来获得电磁场能量,无源电子标签则失去正常工作的能力。另一方面,当天线靠近金属时,其内部产生涡流的同时还会吸收射频能量转换成自身的电场能,使原有射频场强的总能量急剧减弱。而上述涡流也会产生自身的感应磁场,该场的磁力线垂直于金属表面且方向与射频场相反并对读写器产生的磁场起到反作用,致使金属表面的磁场大幅度衰减,使得标签与
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