RFID小型圓極化天線應(yīng)該怎樣來(lái)設(shè)計(jì)

射頻識(shí)別（Radio Frequency of Identificatio，RFID）是一種使用射頻技術(shù)的非接觸自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，具有傳輸速率快、防沖撞、大批量讀取、運(yùn)動(dòng)過(guò)程讀取等優(yōu)勢(shì)，因此，RFID技術(shù)在物流與供應(yīng)鏈管理、生產(chǎn)管理與控制、防偽與安全控制、交通管理與控制等各領(lǐng)域具有重大的應(yīng)用潛力。目前，射頻識(shí)別技術(shù)的工作頻段包括低頻、高頻、超高頻及微波段，其中以高頻和超高頻的應(yīng)用最為廣泛。

RFID系統(tǒng)主要由讀寫器（target）、應(yīng)答器（RFID標(biāo)簽）和后臺(tái)計(jì)算機(jī)組成，其中，讀寫器實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)簽的數(shù)據(jù)讀寫和存儲(chǔ)，由控制單元、高頻通信模塊和天線組成，標(biāo)簽主要由一塊集成電路芯片及外接天線組成，其中電路芯片通常包含射頻前端、邏輯控制、存儲(chǔ)器等電路。標(biāo)簽按照供電原理可分為有源（acTIve）標(biāo)簽、半有源（semiacTIve）標(biāo)簽和無(wú)源（passive）標(biāo)簽，無(wú)源標(biāo)簽因?yàn)槌杀镜汀Ⅲw積小而備受青睞。

RFID系統(tǒng)的基本工作原理是：標(biāo)簽進(jìn)入讀寫器發(fā)射射頻場(chǎng)后，將天線獲得的感應(yīng)電流經(jīng)升壓電路后作為芯片的電源，同時(shí)將帶信息的感應(yīng)電流通過(guò)射頻前端電路變?yōu)?a target="_blank">數(shù)字信號(hào)送入邏輯控制電路進(jìn)行處理，需要回復(fù)的信息則從標(biāo)簽存儲(chǔ)器發(fā)出，經(jīng)邏輯控制電路送回射頻前端電路，最后通過(guò)天線發(fā)回讀寫器。

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，當(dāng)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(wèn)題變得更加嚴(yán)峻。一直以來(lái)，標(biāo)簽天線的開(kāi)發(fā)基于的是50或者75歐姆輸入阻抗，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(cè)試，缺少準(zhǔn)確的參數(shù)，天線的設(shè)計(jì)難以達(dá)到最佳。

近年來(lái)RFID技術(shù)的應(yīng)用逐漸廣泛，同時(shí)也倍受重視。特別是UHF頻段的RFID系統(tǒng)，由于其傳輸距離遠(yuǎn)、傳輸速率高，受到了更多地關(guān)注。典型的RFID系統(tǒng)由RFID閱讀器和標(biāo)簽兩部分組成，RFID無(wú)源標(biāo)簽依靠RFID閱讀器發(fā)射的電磁信號(hào)供電，并通過(guò)反射調(diào)制電磁信號(hào)與閱讀器通信。因此，RFID標(biāo)簽天線設(shè)計(jì)的優(yōu)劣對(duì)其系統(tǒng)工作性能有關(guān)鍵的影響。

常見(jiàn)的射頻識(shí)別閱讀器天線有折合振子天線、分形天線、微帶天線以及軸向模螺旋天線。由于折合振子天線和分形天線一般為線極化天線，難以滿足閱讀器對(duì)各方向電子標(biāo)簽的識(shí)別要求，所以在較多場(chǎng)合不適用;而微帶天線由于其面積尺寸過(guò)大，在小型化的閱讀器手持機(jī)上的使用受到了限制;軸向模螺旋天線同樣因軸向高度過(guò)高，在實(shí)際使用中也受到了限制。因此，如何設(shè)計(jì)出一種小尺寸、低剖面、高性能的圓極化射頻識(shí)別天線成為了關(guān)注的焦點(diǎn)。（短波天線的制作方法）

四臂螺旋天線由于其圓極化性能出色，被廣泛應(yīng)用于GPS領(lǐng)域。隨后經(jīng)過(guò)進(jìn)一步發(fā)展，Wang—lk Son等人將四臂螺旋天線應(yīng)用至RFID，并利用平面倒F天線代替了傳統(tǒng)的單極子天線作為四臂螺旋天線的天線臂，如圖1所示，實(shí)現(xiàn)了良好的效果。文中利用該方式，設(shè)計(jì)了一種在尺寸和性能上更具優(yōu)勢(shì)的RFID閱讀器天線。