RFID天线基础知识.pdf

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1、RFID天线基础知识一、RFID系统组成二、天线基础知识2010-05-13alay2010-5-13一、RFID系统的基本组成部分v最基本的RFID系统由三部分组成：v标签(Tag)：由耦合组件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象；v阅读器(Reader)：读取(有时还可以写入)标签信息的设备，可设计为手持式或固定式；v天线(Antenna)：在标签和读取器间传递射频信号。2010-5-13RFID无线识别电子标签基础介绍v无线射频识别技术（RadioFrequen

2、cyIdenfication，RFID）是一种非接触的自动识别技术，其基本原理是利用射频信号和空间耦合（电感或电磁耦合）或雷达反射的传输特性，实现对被识别物体的自动识别。2010-5-13vRFID系统至少包含电子标签和阅读器两部分。电子标签是射频识别系统的数据载体，电子标签由标签天线和标签专用芯片组成。依据电子标签供电方式的不同，电子标签可以分为有源电子标签(Activetag)、无源电子标签(Passivetag)和半无源电子标签(Semi—passivetag)。有源电子标签内装有电池，无

3、源射频标签没有内装电池，半无源电子标签(Semi—passivetag)部分依靠电池工作。2010-5-13v电子标签依据频率的不同可分为低频电子标签、高频电子标签、超高频电子标签和微波电子标签。依据封装形式的不同可分为信用卡标签、线形标签、纸状标签、玻璃管标签、圆形标签及特殊用途的异形标签等。vRFID阅读器（读写器）通过天线与RFID电子标签进行无线通信，可以实现对标签识别码和内存数据的读出或写入操作。典型的阅读器包含有高频模块(发送器和接收器)、控制单元以及阅读器天线。2010-5-13R

4、FID工作原理和相关原理知识v其中，电子标签又称为射频标签、应答器、数据载体；阅读器又称为读出装置，扫描器、通讯器、读写器(取决于电子标签是否可以无线改写数据)。电子标签与阅读器之间通过耦合组件实现射频信号的空间(无接触)耦合、在耦合通道内，根据时序关系，实现能量的传递、数据的交换。2010-5-13发生在阅读器和电子标签之间的射频信号的耦合类型有两种：v(1)电感耦合。变压器模型，通过空间高频交变磁场实现耦合，依据的是电磁感应定律。v(2)电磁反向散射耦合：雷达原理模型，发射出去的电磁波，碰到

5、目标后反射，同时携带回目标信息，依据的是电磁波的空间传播规律。2010-5-13v电感耦合方式一般适合于中、低频工作的近距离射频识别系统。典型的工作频率有：125kHz、225kHz和13．56MHz。识别作用距离小于1m，典型作用距离为10～20cm。v电磁反向散射耦合方式一般适合于高频、微波工作的远距离射频识别系统。典型的工作频率有：433MHz，915MHz，2．45GHz，5．8GHz。识别作用距离大于1m，典型作用距离为3～l0m。（这里说的高低频定义不同，不需要太计较）2010-5-

6、13两种耦合模型电感耦合模型电磁反向散射耦合型2010-5-13二、天线基础知识1、RFID天线知识2、天线基本概念3、RFID标签天线读距问题2010-5-131、RFID天线知识标签天线设计时考虑的因素：v1、天线的形状或类型。v2、天线的阻抗（即芯片的选择）v3、应用到物品上的RF特性v4、在有其他的物体周围绕贴标签物品时的RF性能2010-5-13注释：v所谓的应用到的物品上的RF特性，是指比如金属环境下，用HF和UHF标签天线比较①HF标签天线可在天线底部加上一定厚度的铁氧体材料，从而

7、减弱金属环境的影响②UHF标签天线，如果应用环境为金属表面，则在设计时完全可以把金属环境考虑进模拟环境中去进行仿真设计。甚至，这样得到的设计结果，会比应用于非金属环境的标签读取距离更远。2010-5-13没反射板时的E面方向图带反射板时的E面方向图金属板就可以充当反射板的作用，从而提高天线增益，但同时牺牲掉了全向性，成为定向天线。2010-5-132、天线基本概念v①方向图v②波束宽度v③旁瓣v④增益v⑤极化方式、驻波比、天线带宽、阻抗2010-5-13①方向图v发射天线的基本功能之一是把从馈线

8、取得的能量向周围空间辐射出去，基本功能之二是把大部分能量朝所需的方向辐射。v垂直放置的半波对称振子具有平放的“面包圈”形的立体方向图（图1.3.1a）。图1.3.1b与图1.3.1c给出了它的两个主平面方向图，平面方向图描述天线在某指定平面上的方向性。2010-5-13方向性定义：E面：指通过天线最大辐射方向并平行于电场矢量的平面。H面：指通过天线最大辐射方向并平行于磁场矢量的平面。2010-5-13②波束宽度v主瓣宽度定义：指方向图主瓣上两个半功率点(即场强下降到最大值的0.707倍处或分贝值