RFID天線設(shè)計(jì)需要考慮哪方面因素
在RFID系統(tǒng)中,天線分為電子標(biāo)簽天線和讀寫器天線,這兩種天線的設(shè)計(jì)要求和面臨的技術(shù)問題是不同的。
1.RFID電子標(biāo)簽天線的設(shè)計(jì)
電子標(biāo)簽天線的設(shè)計(jì)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)設(shè)計(jì)天線和自由空間的匹配,以及天線與標(biāo)簽芯片的匹配。當(dāng)工作頻率增加到微波波段,天線與電子標(biāo)簽芯片之間的匹配問題變得更加嚴(yán)峻。一直以來,電子標(biāo)簽天線的開發(fā)是基于50Ω或者75Ω輸入阻抗;而在RFID應(yīng)用中,芯片的輸入阻抗可能是任意值,并且很難在工作狀態(tài)下準(zhǔn)確測試,缺少準(zhǔn)確的參數(shù),天線的設(shè)計(jì)難以達(dá)到最佳。
電子標(biāo)簽天線的設(shè)計(jì)還面臨許多其他難題,如小尺寸要求,低成本要求,所標(biāo)識物體的形狀及物理特性要求,電子標(biāo)簽到貼標(biāo)簽物體的距離要求,貼標(biāo)簽物體的介電常數(shù)要求,金屬表面的反射要求,局部結(jié)構(gòu)對輻射模式的影響要求等。這些都將影響電子標(biāo)簽天線的特性,都是電子標(biāo)簽設(shè)計(jì)面臨的問題。
2.RFID讀寫器天線的設(shè)計(jì)
對于近距離 RFID系統(tǒng)(如13.56 MHz小于 10 cm的識別系統(tǒng)),天線經(jīng)常和讀寫器集成在一起;對于遠(yuǎn)距離 RFID系統(tǒng)(如 UHF 頻段大于 3 m 的識別系統(tǒng)),天線和讀寫器經(jīng)常采取分離式結(jié)構(gòu),并通過阻抗匹配的同軸電纜將讀寫器和天線連接到一起。讀寫器由于結(jié)構(gòu)、安裝和使用環(huán)境等變化多樣,并且讀寫器產(chǎn)品朝著小型化甚至超小型化發(fā)展,使得讀寫器天線的設(shè)計(jì)面臨新的挑戰(zhàn)。
讀寫器天線設(shè)計(jì)要求低剖面、小型化以及多頻段覆蓋。對于分離式讀寫器,還將涉及天線陣的設(shè)計(jì)問題,小型化帶來的低效率、低增益問題等,這些是目前國內(nèi)外共同關(guān)注的研究課題。目前已經(jīng)開始研究讀寫器應(yīng)用的智能波束掃描天線陣,讀寫器可以按照一定的處理順序,通過智能天線感知天線覆蓋區(qū)域的電子標(biāo)簽,增大系統(tǒng)覆蓋范圍,使讀寫器能夠判定目標(biāo)的方位、速度和方向信息,具有空間感應(yīng)能力。
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