在射頻識別系統(tǒng)中的天線問題

文章出處：http://www.luckydriving.com 作者：佚名 人氣： 發(fā)表時(shí)間：2005年11月30日

在RF裝置中，工作頻率增加到微波區(qū)域的時(shí)候，天線與標(biāo)簽芯片之間的匹配問題變得更加嚴(yán)峻。

??? 天線的目標(biāo)是傳輸最大的能量進(jìn)出標(biāo)簽芯片。這需要仔細(xì)的設(shè)計(jì)天線和自由空間以及其相連的標(biāo)簽芯片的匹配。本文考慮的頻帶是435 MHz, 2.45 GHz 和 5.8 GHz，在零售商品中使用。天線必須：
足夠的小以至于能夠貼到需要的物品上；
有全向或半球覆蓋的方向性；
提供最大可能的信號給標(biāo)簽的芯片；
無論物品什么方向，天線的極化都能與讀卡機(jī)的詢問信號相匹配；
具有魯棒性；
非常便宜。

在選擇天線的時(shí)候的主要考慮是：
天線的類型；
天線的阻抗：
在應(yīng)用到物品上的RF的性能；
在有其他的物品圍繞貼標(biāo)簽物品時(shí)的RF性能。

可能的選擇
這里有兩種使用方式：一）貼標(biāo)簽的物品被放在倉庫中，有一個(gè)便攜裝置，可能是手持式，詢問所有的物品，并且需要它們給予信息反饋信息；二）在倉庫的門口安裝讀卡設(shè)配，詢問并記錄進(jìn)出物品。還有一個(gè)主要的選擇是有源標(biāo)簽還是無源標(biāo)簽[1],[2]。

可選的天線
在435 MHz, 2.45 GHz 和 5.8 GHz 頻率是用的RFID系統(tǒng)中，可選的天線有幾種，見下表，它們重點(diǎn)考慮了天線的尺寸。這樣的小天線的增益是有限的，增益的大小取決于輻射模式的類型，全向的天線具有峰值增益0到2 dBi；方向性的天線的增益可以達(dá)到6 dBi。增益大小影響天線的作用距離。下表中的前三個(gè)種類的天線是線極化的，但是微帶面天線可以使圓極化的，對數(shù)螺旋天線僅僅是圓極化的。由于RFID標(biāo)簽的方向性是不可控的，所以讀卡機(jī)必須是圓極化的。一個(gè)圓極化的標(biāo)簽天線可以產(chǎn)生3 dB 以強(qiáng)的信號。

阻抗問題
為了最大功率傳輸，天線后的芯片的輸入阻抗必須和天線的輸出阻抗匹配。幾十年來，設(shè)計(jì)天線與50 或 70 歐姆的阻抗匹配，但是可能設(shè)計(jì)天線具有其他的特性阻抗。例如，一個(gè)縫隙天線可以設(shè)計(jì)具有幾百歐姆的阻抗。一個(gè)折疊偶極子的阻抗可以是一做個(gè)標(biāo)準(zhǔn)半波偶極子阻抗的20倍。印刷貼片天線的引出點(diǎn)能夠提供一個(gè)很寬范圍的阻抗(通常是 40 到 100歐姆)。選擇天線的類型，以至于它的阻抗能夠和標(biāo)簽芯片的輸入阻抗匹配是十分關(guān)鍵的。另一個(gè)問題是其他的與天線接近的物體可以降低天線的返回?fù)p耗。對于全向天線，例如雙偶極子天線，這個(gè)影響是顯著的。改變雙偶極子天線和一聽番茄醬的間距