一種UHF頻段RFID標簽天線實現方案

引 言

　　RFID是一種利用射頻通信實現的非接觸式自動識別技術，它包括電子標簽(tag)和讀寫器(reader)兩個主要部分，附有編碼的標簽和讀寫器通過天線進行無接觸數據傳輸，以完成一定距離的自動識別過程。RFID標簽天線作為RFID系統的重要組成部分，在實現數據通訊過程中起著關鍵性作用，因此天線設計是整個RFlD系統應用的關鍵。

　　典型的RFID標簽天線包括微帶貼片天線和偶極子天線。RFID標簽的性能容易受到環境介質的影響，尤其是微帶偶極子天線，當它粘貼在一般的絕緣介質(如玻璃、塑料箱等)表面，會影響天線的電感量和降低諧振頻點的品質因數;當它粘附在金屬上時，由于電磁感應的作用，會吸收射頻能量而轉換成自身的電場能，因此減弱了原有射頻場強的總能量，同時也會產生感應磁場，磁力線垂直于金屬表面，使得射頻場強的分布在金屬表面發生變形，磁力曲線趨于平緩。因此，當標簽貼附在金屬表面或非常接近金屬表面時，該空間內實際并無射頻場強分布，標簽天線無法切割磁力線而獲得電磁場能量，因而標簽無法正常工作。

本文設計了一種UHF頻段RFID標簽天線。在微帶矩形天線理論基礎上，改進了E型開槽天線的結構，用微帶線側饋代替了背饋方式，使天線與芯片能良好地匹配，并通過獲得雙諧振頻率擴大了帶寬。

　　1 微帶RFID貼片天線

　　微帶貼片天線通常是在一個薄介質基片上，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。因為微帶貼片天線自身有一個金屬的地板，當其粘附在各種物體上時，天線背面的電磁場不會受到太大影響，故可以在多種環境下正常讀取。

　　利用傳輸線模型分析微帶天線是較有效的方法。該方法的基本假設如下：微帶貼片和接地板構成一段微帶傳輸線，傳輸準TEM波，場在傳輸方向是駐波分布。而在其垂直方向是常數;傳輸線的兩個開口端(始端和末端)等效為兩個輻射縫口徑場，即為傳輸線開口端場強，如圖2所示。

　　圖3是按照傳輸線法建立的微帶天線等效電路。Ys為縫輻射導納;Y0為微帶貼片的特性導納。