1、天线概述
1.1天线的定义
天线是用于发射或接收无线电波的装置和部件。可视为传输线的终端设备。
作为单端口元件,天线需要匹配连接的馈线阻抗。天线的馈线应该是
尽可能传输行波,使从馈线到天线的能量不被天线反射,尽可能多
辐射出去。
1.2天线的分类
1)按波段分类
长波天线、中波天线、短波天线、超短波天线、微波天线
2)按结构分类
线性天线、面性天线、缝隙天线、微带天线
3)按用途分类
广播天线、通信天线、雷达天线、导航天线和RFID天线
1.三天线研究方法
天线辐射符合叠加原理
线天线,面天线
研究方法:解析、数值解、仿真软件
1.4RFID天线的应用和设计现状
1、RFID天线的应用和设计现状
1)应用现状:
(1)RFID天线的一般应用要求
(2)RFID天线的极化
(3)RFID天线的方向性
(4)RFID阻抗天线
(5)RFID的环境问题
2)设计现状
(1)RFID设计电子标签天线
(2)RFID读写器天线的设计
(3)RFID天线设计步骤
低频和高频RFID天线技术
读写器天线与电子标签天线电感耦合(近场耦合)
特点:
1)天线采用线圈的形式
2)线圈形式多样,可以是圆圈或矩形环
3)天线的尺寸远大于芯片,电子标签的尺寸由天线决定
4)部分天线基板柔软,适合粘贴在各种物体表面
5)由天线和芯片组成的电子标签可以比拇指小
6)由天线和芯片组成的电子标签可以在条带上批量生产
3、微波RFID天线技术
电磁辐射可分为对称振子天线、微带天线、
阵列天线和宽带天线。
3.1微波RFID天线的结构和应用
结构多样,是物联网天线的主要形式,可应用于制造、物流、防伪、交通等领域RFID天线的主要形式。
3.2微波RFID天线的设计
主要采用偶极子天线、微带天线、阵列天线和非频变天线
1)偶极子天线
即振子天线,是微波RFID常用天线。在微波中缩短天线尺寸RFID
弯曲结构常用于中偶极子天线。
关键参数:载荷杆宽度、距离、间距、弯曲步幅宽度和弯曲步幅高度
2)微带天线
平面天线具有小型化、易集成、方向性好等优点,可制成共形天线
,圆极化易形成,生产成本低,生产量大。
按结构分类
微带贴片天线和缝隙天线
按形状分类
圆形和环形微带天线
按工作原理进行分类
谐振型和非谐振天线
微带驻波贴片天线、微带行波贴片天线、微带缝隙天线三种基本类型。
3)阵列天线
由不少于两个天线单元规则或随机排列,并通过适当的激励获得预定的辐射
天线的特点。
(1)微带阵列天线
(2)八木天线
4)非频变天线
如果天线的频带宽度能达到10:1,则称为非频带天线。非频带天线可以在一个非常好的地方
在宽频带范围内,天线的阻抗特性和方向特性基本不变或略有变化。
(1)平面等角螺旋天线
(2)圆锥等角螺旋天线
(3)对数周期天线
4、RFID生产天线的过程
主要有线圈绕制、蚀刻和印刷。
低频RFID电子标签天线基本上是线圈绕组法制成的
蚀刻法是高频的主要方法
UHF RFID电子标签天线以印刷天线为主
1)线圈绕制法
特点:(1)频率:125-134kHz,线圈数一般从几百到几千不等
(2)成本高,生产速度慢
(3)高频RFID天线也可以使用,圆数一般在100圈以内
(4)UHF很少使用天线
2)蚀刻法
特点:(1)蚀刻天线精度高,阻抗和方向性好,天线性能好
优异稳定。
(2)成本高,生产程序繁琐,产能低
(3)高频RFID天线常采用
(4)耐久性一般在10年以上
3)印刷法
特点:(1)可以更准确地调整电性能参数
(2)能满足各种个性化要求
(3)可以使用不同的基体材料
(4)可使用不同厂家提供法人晶体模块
导电油墨以RFID印刷天线技术
特点:(1)成本低
(2)导电性好
(3)操作简单
(4)无污染
(5)使用时间短
应用价值:
(1)促进各行业RFID应用
(2)促进印刷业的发展