RFID系统的双频微带天线的设计

admin

射频识别(Radio Frequency Indentification)是一种通过无线射频方式进行非接触的双向数据通信，对目标加以识别并获取相关数据的自动识别技术。现在RFID已经渗透到人们日常生活的各个领域，成为一种常见的技术，其应用包括物流、资产管理、人员门禁等。RFID系统的基本组成包括读写器和电子标签两部分。读写器天线和电子标签天线是实现读写器与电子标签通信的空间物理接口。工作频率是RFID系统最重要的性能参数，中国公布的UHF频段中RFID频率范围为 840～845 MHz和920～925 MHz两个频段。
         
        微带天线以其剖面薄、体积小、成本低等优点而被广泛应用于无线通信系统。为满足读写器天线工作于840～845 MHz和920～925 MHz两个频段的要求，如果直接采用微带天线设计，则存在着天线的频带比较窄，不能满足两个频段要求的缺点。一种新的设计思路是设计一款双频带微带天线，使其两个频带分别覆盖840～845 MHz和920～925 MHz两个频段。这样做的好处是既满足了双频段的要求，又在一定程度上过滤了两频段间的干扰和噪声进入读写器的接收系统。
         
        这里采用多谐振的方法，通过微带天线的结构设计，实现了双频段的覆盖。在这种思路下，采用E形天线与倒F天线(IFA)相结合的设计，实现了一种低后瓣双频微带天线。天线谐振在850 MHz和920 MHz处，VSWR=1．09，带宽(VSWR<2)满足频段覆盖的要求。该天线制作在2 mm厚的FR4基板上，不仅具有小的尺寸，而且便于调协，易于制作。
         
        1．1 倒F形天线简介
       
        典型的倒F天线(IFA)是由一个放在地面上的矩形平面单元，一个与地平行的短路面或者短路针和一个馈电单元构成的，如图1所示。IFA本质上是一 个偶极子的变形，通过将偶极子的上面部分向下弯折到与地面平行，这样可以减小天线的高度，但是与地面平行的部分却对天线引入了容抗。因此，在天线结构中引 入感性的短路面或者短路针来补偿这部分容性是必要的。IFA天线的地面具有重要作用，因为当IFA贴片具有电流时，将引起地面电流的激励，最终的场是由 IFA贴片电流和它在地面的镜像电流共同形成的。这就是IFA天线的工作原理。
<div align="center">