在射頻識別系統中的天線問題
文章出處:http://hz-huyue.com 作者:佚名 人氣: 發表時間:2005年11月30日
在RF裝置中,工作頻率增加到微波區域的時候,天線與標簽芯片之間的匹配問題變得更加嚴峻。
??? 天線的目標是傳輸最大的能量進出標簽芯片。這需要仔細的設計天線和自由空間以及其相連的標簽芯片的匹配。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簽的芯片;
無論物品什么方向,天線的極化都能與讀卡機的詢問信號相匹配;
具有魯棒性;
非常便宜。
在選擇天線的時候的主要考慮是:
天線的類型;
天線的阻抗:
在應用到物品上的RF的性能;
在有其他的物品圍繞貼標簽物品時的RF性能。
可能的選擇
這里有兩種使用方式:一)貼標簽的物品被放在倉庫中,有一個便攜裝置,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配,詢問并記錄進出物品。還有一個主要的選擇是有源標簽還是無源標簽[1],[2]。
可選的天線
在435 MHz, 2.45 GHz 和 5.8 GHz 頻率是用的RFID系統中,可選的天線有幾種,見下表,它們重點考慮了天線的尺寸。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到6 dBi。增益大小影響天線的作用距離。下表中的前三個種類的天線是線極化的,但是微帶面天線可以使圓極化的,對數螺旋天線僅僅是圓極化的。由于RFID標簽的方向性是不可控的,所以讀卡機必須是圓極化的。一個圓極化的標簽天線可以產生3 dB 以強的信號。
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,設計天線與50 或 70 歐姆的阻抗匹配,但是可能設計天線具有其他的特性阻抗。例如,一個縫隙天線可以設計具有幾百歐姆的阻抗。一個折疊偶極子的阻抗可以是一做個標準半波偶極子阻抗的20倍。印刷貼片天線的引出點能夠提供一個很寬范圍的阻抗(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簽芯片的輸入阻抗匹配是十分關鍵的。另一個問題是其他的與天線接近的物體可以降低天線的返回損耗。對于全向天線,例如雙偶極子天線,這個影響是顯著的。改變雙偶極子天線和一聽番茄醬的間距