RFID中的天線技術(shù)

1、第第3 3章章 RFIDRFID中的天線技術(shù)中的天線技術(shù)3.1 3.1 天線天線概述概述3.23.2 低頻和高頻低頻和高頻RFIDRFID天線天線技術(shù)技術(shù)3.33.3 微波微波RFIDRFID天線天線技術(shù)技術(shù)3.4 RFID3.4 RFID天線的制造工藝天線的制造工藝3.1 3.1 天線概述天線概述 3.1.13.1.1天線的定義天線的定義凡是利用電磁波來傳遞信息和能量凡是利用電磁波來傳遞信息和能量的，都依靠天線來進(jìn)行工作，天線是的，都依靠天線來進(jìn)行工作，天線是用來發(fā)射或接收無線電波的裝置和部用來發(fā)射或接收無線電波的裝置和部件。件。3.1 3.1 天線概述天線概述 由由發(fā)射機(jī)產(chǎn)生的高頻振蕩能量

2、，經(jīng)過傳輸線發(fā)射機(jī)產(chǎn)生的高頻振蕩能量，經(jīng)過傳輸線（在天線領(lǐng)域，傳輸線也稱為饋線）傳送到發(fā)（在天線領(lǐng)域，傳輸線也稱為饋線）傳送到發(fā)射天線，然后由發(fā)射天線變?yōu)殡姶挪芰?，向射天線，然后由發(fā)射天線變?yōu)殡姶挪芰浚蝾A(yù)定方向輻射。電磁波通過傳播媒質(zhì)到達(dá)接收預(yù)定方向輻射。電磁波通過傳播媒質(zhì)到達(dá)接收天線后，接收天線將接收到的電磁波能量轉(zhuǎn)變天線后，接收天線將接收到的電磁波能量轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)行電磁波，然后通過饋線送到接收機(jī)，完為導(dǎo)行電磁波，然后通過饋線送到接收機(jī)，完成無線電波傳輸?shù)倪^程成無線電波傳輸?shù)倪^程。 天線天線在上述無線電波傳輸?shù)倪^程中，是無線通在上述無線電波傳輸?shù)倪^程中，是無線通信系統(tǒng)的第一個和最后一個器件

3、信系統(tǒng)的第一個和最后一個器件。3.1 3.1 天線概述天線概述 天線天線可以視為傳輸線的終端器件。天可以視為傳輸線的終端器件。天線作為一個單端口元件，要求與相連線作為一個單端口元件，要求與相連接的饋線接的饋線阻抗匹配阻抗匹配。天線的饋線上要。天線的饋線上要盡可能傳輸行波，使從饋線入射到天盡可能傳輸行波，使從饋線入射到天線上的能量不被天線反射，盡可能多線上的能量不被天線反射，盡可能多地輻射出去。地輻射出去。天線與饋線、接收機(jī)、天線與饋線、接收機(jī)、發(fā)射機(jī)的匹配或最佳貫通發(fā)射機(jī)的匹配或最佳貫通，是天線工，是天線工程最關(guān)心的問題之一。程最關(guān)心的問題之一。 3.1 3.1 天線概述天線概述 3.1.23

4、.1.2天線的分類天線的分類 1按照波段分類按照波段分類 ：長波：長波天線、中波天天線、中波天線、短波天線、超短波天線和微波天線等。線、短波天線、超短波天線和微波天線等。 2按照結(jié)構(gòu)分類按照結(jié)構(gòu)分類 ：線狀線狀天線、面狀天天線、面狀天線、縫隙天線和微帶天線線、縫隙天線和微帶天線等。等。 3按照用途分類按照用途分類 ：廣播：廣播天線、通信天天線、通信天線、雷達(dá)天線、導(dǎo)航天線和線、雷達(dá)天線、導(dǎo)航天線和RFID天線等天線等 3.1 3.1 天線概述天線概述 3.1.33.1.3天線的研究方法天線的研究方法 電磁場隨時間變化是產(chǎn)生輻射的原電磁場隨時間變化是產(chǎn)生輻射的原因。頻率低時，輻射較微弱；頻率越因

5、。頻率低時，輻射較微弱；頻率越高，輻射就越強(qiáng)。天線的結(jié)構(gòu)應(yīng)該使高，輻射就越強(qiáng)。天線的結(jié)構(gòu)應(yīng)該使電場和磁場分布在同一空間，這樣可電場和磁場分布在同一空間，這樣可以使兩者能量直接轉(zhuǎn)化，電磁能量可以使兩者能量直接轉(zhuǎn)化，電磁能量可以向遠(yuǎn)處輻射。以向遠(yuǎn)處輻射。3.1 3.1 天線概述天線概述1 1疊加原理疊加原理 天線的輻射符合疊加原理。天線的輻射符合疊加原理。 （1）線天線。）線天線。 線天線首先求出元電流（或稱為電基本線天線首先求出元電流（或稱為電基本振子）的輻射場，然后找出線天線上的電振子）的輻射場，然后找出線天線上的電流分布，線天線的輻射是元電流輻射的線流分布，線天線的輻射是元電流輻射的線積分。

6、積分。 3.1 3.1 天線概述天線概述1 1疊加原理疊加原理 天線的輻射符合疊加原理。天線的輻射符合疊加原理。 （2）面天線。）面天線。 面天線將輻射問題分為內(nèi)問題和外問題。面天線將輻射問題分為內(nèi)問題和外問題。由已知激勵源求天線封閉面上的場為內(nèi)問由已知激勵源求天線封閉面上的場為內(nèi)問題，題，由封閉面上的場求外部空間輻射場為外問由封閉面上的場求外部空間輻射場為外問題。在求天線的外問題時，輻射場也要用題。在求天線的外問題時，輻射場也要用到疊加原理。到疊加原理。3.1 3.1 天線概述天線概述2 2研究天線的研究天線的3 3個方法個方法 研究天線輻射的常用方法有如下研究天線輻射的常用方法有如下3 3

7、種。種。 解析解解析解 數(shù)值解數(shù)值解 仿真軟件仿真軟件3.1 3.1 天線概述天線概述 3.1.4 RFID3.1.4 RFID天線的應(yīng)用及設(shè)計(jì)現(xiàn)狀天線的應(yīng)用及設(shè)計(jì)現(xiàn)狀 1. RFID1. RFID天線的應(yīng)用現(xiàn)狀天線的應(yīng)用現(xiàn)狀 影響影響RFIDRFID天線應(yīng)用性能的參數(shù)主要天線應(yīng)用性能的參數(shù)主要有天線類型、尺寸結(jié)構(gòu)、材料特性、有天線類型、尺寸結(jié)構(gòu)、材料特性、成本價格、工作頻率、頻帶寬度、極成本價格、工作頻率、頻帶寬度、極化方向、方向性、增益、波瓣寬度、化方向、方向性、增益、波瓣寬度、阻抗問題和環(huán)境影響等，阻抗問題和環(huán)境影響等，RFIDRFID天線的天線的應(yīng)用需要對上述參數(shù)加以權(quán)衡。應(yīng)用需要對上

8、述參數(shù)加以權(quán)衡。3.1 3.1 天線概述天線概述 1 1）RFIDRFID天線應(yīng)用的一般要求天線應(yīng)用的一般要求電子標(biāo)簽天線電子標(biāo)簽天線閱讀器天線閱讀器天線 2 2）RFIDRFID天線的極化天線的極化 3 3）RFIDRFID天線的方向性天線的方向性 4 4）RFIDRFID天線的阻抗問題天線的阻抗問題 5 5）RFIDRFID的環(huán)境影響的環(huán)境影響3.1 3.1 天線概述天線概述 1 1）RFIDRFID天線應(yīng)用的一般要求天線應(yīng)用的一般要求 （1 1）電子標(biāo)簽天線）電子標(biāo)簽天線 天線天線必須足夠小；必須足夠?。?天線天線提供最大可能的信號和能量給標(biāo)提供最大可能的信號和能量給標(biāo)簽的芯片；簽的芯片

9、； 天線天線具有魯棒性；具有魯棒性； 天線天線非常便宜。非常便宜。3.1 3.1 天線概述天線概述 1 1）RFIDRFID天線應(yīng)用的一般要求天線應(yīng)用的一般要求 （2 2）讀寫器天線）讀寫器天線 讀寫器讀寫器天線既可以與讀寫器集成在一天線既可以與讀寫器集成在一起，也可以采用分離式起，也可以采用分離式； 讀寫器讀寫器天線設(shè)計(jì)要求多頻段覆蓋天線設(shè)計(jì)要求多頻段覆蓋； 應(yīng)用應(yīng)用智能波束掃描天線陣。智能波束掃描天線陣。3.1 3.1 天線概述天線概述 2 2）RFIDRFID天線的極化天線的極化有些應(yīng)用可以采用線極化，例如在流水有些應(yīng)用可以采用線極化，例如在流水線上，這時電子標(biāo)簽的位置基本上是固定不線上

10、，這時電子標(biāo)簽的位置基本上是固定不變的，電子標(biāo)簽的天線可以采用線極化方式。變的，電子標(biāo)簽的天線可以采用線極化方式。但在大多數(shù)場合，由于電子標(biāo)簽的方位是不但在大多數(shù)場合，由于電子標(biāo)簽的方位是不可知的，所以大部分可知的，所以大部分RFIDRFID系統(tǒng)采用圓極化系統(tǒng)采用圓極化天線。天線。3.1 3.1 天線概述天線概述 3 3）RFIDRFID天線的方向性天線的方向性 如果天線波瓣寬度越窄，天線的方向性越好，天如果天線波瓣寬度越窄，天線的方向性越好，天線的增益越大，天線作用的距離越遠(yuǎn)，抗干擾能線的增益越大，天線作用的距離越遠(yuǎn)，抗干擾能力越強(qiáng)，但同時天線的覆蓋范圍也就越小。力越強(qiáng)，但同時天線的覆蓋范圍

11、也就越小。 4 4）RFIDRFID天線的阻抗問題天線的阻抗問題 為了為了以最大功率傳輸，芯片的輸入阻抗必須和天以最大功率傳輸，芯片的輸入阻抗必須和天線的輸出阻抗匹配。線的輸出阻抗匹配。3.1 3.1 天線概述天線概述 5 5）RFIDRFID的環(huán)境影響的環(huán)境影響 電子標(biāo)簽天線的特性，受所標(biāo)識物體的形狀電子標(biāo)簽天線的特性，受所標(biāo)識物體的形狀和電參數(shù)影響。例如，金屬對電磁波有衰減和電參數(shù)影響。例如，金屬對電磁波有衰減作用，金屬表面對電磁波有反射作用，彈性作用，金屬表面對電磁波有反射作用，彈性襯底會造成天線變形等，這些影響在天線設(shè)襯底會造成天線變形等，這些影響在天線設(shè)計(jì)與應(yīng)用中必須加以解決。計(jì)與應(yīng)

12、用中必須加以解決。3.1 3.1 天線概述天線概述 2. RFID2. RFID天線的設(shè)計(jì)現(xiàn)狀天線的設(shè)計(jì)現(xiàn)狀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)RFID讀寫器天線的設(shè)計(jì)讀寫器天線的設(shè)計(jì)RFID天線的設(shè)計(jì)步驟天線的設(shè)計(jì)步驟 3.1 3.1 天線概述天線概述 1. RFID1. 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)小尺寸要求，低成本要求，所標(biāo)識小尺寸要求，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)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，金屬表簽到貼標(biāo)簽物體的距離要求，金屬表面的反射要求等。面的反射要求等。 3.1 3.1 天線概述天線概述 2. RFID2

13、. RFID讀寫器天線的設(shè)計(jì)讀寫器天線的設(shè)計(jì)要求低剖面、小型化以及多頻段覆要求低剖面、小型化以及多頻段覆蓋。還將涉及到天線陣的設(shè)計(jì)問題，蓋。還將涉及到天線陣的設(shè)計(jì)問題，小型化帶來的低效率、低增益問題等。小型化帶來的低效率、低增益問題等。3.1 3.1 天線概述天線概述 3. RFID3. RFID天線的設(shè)計(jì)步驟天線的設(shè)計(jì)步驟3.23.2 低頻和高頻低頻和高頻RFIDRFID天線技術(shù)天線技術(shù) 在在低頻和高頻頻段，讀寫器與電子標(biāo)簽基本低頻和高頻頻段，讀寫器與電子標(biāo)簽基本都采用都采用線圈天線線圈天線，線圈之間存在互感，使一，線圈之間存在互感，使一個線圈的能量可以耦合到另一個線圈，因此個線圈的能量可以

14、耦合到另一個線圈，因此讀寫器天線與電子標(biāo)簽天線之間采用讀寫器天線與電子標(biāo)簽天線之間采用電感耦電感耦合合的方式工作的方式工作。3.23.2 低頻和高頻低頻和高頻RFIDRFID天線技術(shù)天線技術(shù) 讀寫器天線與電子標(biāo)簽天線是讀寫器天線與電子標(biāo)簽天線是近場耦合近場耦合，電子，電子標(biāo)簽處于讀寫器的近區(qū)，當(dāng)超出上述范圍時，標(biāo)簽處于讀寫器的近區(qū)，當(dāng)超出上述范圍時，近場耦合便失去作用，開始過渡到遠(yuǎn)距離的電近場耦合便失去作用，開始過渡到遠(yuǎn)距離的電磁場。當(dāng)電子標(biāo)簽逐漸遠(yuǎn)離讀寫器，處于讀寫磁場。當(dāng)電子標(biāo)簽逐漸遠(yuǎn)離讀寫器，處于讀寫器的遠(yuǎn)區(qū)時，電磁場將擺脫天線，并作為電磁器的遠(yuǎn)區(qū)時，電磁場將擺脫天線，并作為電磁波進(jìn)入空

15、間波進(jìn)入空間。 本本節(jié)所討論的低頻和高頻節(jié)所討論的低頻和高頻RFIDRFID天線，是基于天線，是基于近場耦合的概念進(jìn)行設(shè)計(jì)。近場耦合的概念進(jìn)行設(shè)計(jì)。3.23.2 低頻和高頻低頻和高頻RFIDRFID天線技術(shù)天線技術(shù)3.23.2 低頻和高頻低頻和高頻RFIDRFID天線技術(shù)天線技術(shù) 低頻低頻和高頻和高頻RFIDRFID天線有如下特點(diǎn)。天線有如下特點(diǎn)。 （1）天線都采用線圈的形式。）天線都采用線圈的形式。 （2）線圈的形式多樣，可以是圓形環(huán)，也可以）線圈的形式多樣，可以是圓形環(huán)，也可以是矩形環(huán)。是矩形環(huán)。 （3）天線的尺寸比芯片的尺寸大很多，電子標(biāo)）天線的尺寸比芯片的尺寸大很多，電子標(biāo)簽的尺寸主要

16、是由天線決定的。簽的尺寸主要是由天線決定的。 （4）有些天線的基板是柔軟的，適合粘帖在各）有些天線的基板是柔軟的，適合粘帖在各種物體的表面。種物體的表面。 （5）由天線和芯片構(gòu)成的電子標(biāo)簽，可以比拇）由天線和芯片構(gòu)成的電子標(biāo)簽，可以比拇指還小。指還小。 （6）由天線和芯片構(gòu)成的電子標(biāo)簽，可以在條）由天線和芯片構(gòu)成的電子標(biāo)簽，可以在條帶上批量生產(chǎn)。帶上批量生產(chǎn)。3.33.3 微波微波RFIDRFID天線技術(shù)天線技術(shù) 微波微波RFIDRFID技術(shù)是目前技術(shù)是目前RFIDRFID技術(shù)最為活躍和技術(shù)最為活躍和發(fā)展最為迅速的領(lǐng)域，微波發(fā)展最為迅速的領(lǐng)域，微波RFIDRFID天線與低天線與低頻、高頻頻、高

17、頻RFIDRFID天線相比有本質(zhì)上的不同。天線相比有本質(zhì)上的不同。3.33.3 微波微波RFIDRFID天線技術(shù)天線技術(shù) 微波微波RFIDRFID天線采用電磁輻射的方式工作，天線采用電磁輻射的方式工作，讀寫器天線與電子標(biāo)簽天線之間的距離較遠(yuǎn)，讀寫器天線與電子標(biāo)簽天線之間的距離較遠(yuǎn)，一般超過一般超過1m1m，典型值為，典型值為1 110m10m； 微波微波RFIDRFID的電子標(biāo)簽較小，使天線的小型的電子標(biāo)簽較小，使天線的小型化成為設(shè)計(jì)的重點(diǎn)化成為設(shè)計(jì)的重點(diǎn)； 微波微波RFIDRFID天線形式多樣，可以采用對稱振天線形式多樣，可以采用對稱振子天線、微帶天線、陣列天線和寬帶天線等子天線、微帶天線、

18、陣列天線和寬帶天線等； 微波微波RFIDRFID天線要求低造價，因此出現(xiàn)了許天線要求低造價，因此出現(xiàn)了許多天線制作的新技術(shù)。多天線制作的新技術(shù)。 3.33.3 微波微波RFIDRFID天線技術(shù)天線技術(shù) 3.3.1 3.3.1 微波微波RFIDRFID天線的結(jié)構(gòu)、圖片和天線的結(jié)構(gòu)、圖片和應(yīng)用方式應(yīng)用方式 1 1微波微波RFIDRFID天線的結(jié)構(gòu)和圖片天線的結(jié)構(gòu)和圖片3.33.3 微波微波RFIDRFID天線技術(shù)天線技術(shù) 2 2微波微波RFIDRFID天線的應(yīng)用方式天線的應(yīng)用方式 下面下面以倉庫流水線上紙箱跟蹤為例，給出微以倉庫流水線上紙箱跟蹤為例，給出微波波RFIDRFID天線在跟蹤紙箱過程中的

19、使用方法。天線在跟蹤紙箱過程中的使用方法。 （1）紙箱放在流水線上，通過傳動皮帶送入）紙箱放在流水線上，通過傳動皮帶送入倉庫。倉庫。 （2）紙箱上貼有標(biāo)簽，標(biāo)簽有兩種形式，一）紙箱上貼有標(biāo)簽，標(biāo)簽有兩種形式，一種是電子標(biāo)簽，一種是條碼標(biāo)簽。為防止電子種是電子標(biāo)簽，一種是條碼標(biāo)簽。為防止電子標(biāo)簽損毀，紙箱上還貼有條碼標(biāo)簽，以作備用。標(biāo)簽損毀，紙箱上還貼有條碼標(biāo)簽，以作備用。 （3）在倉庫門口，放置）在倉庫門口，放置3個讀寫器天線，讀寫個讀寫器天線，讀寫器天線用來識別紙箱上的電子標(biāo)簽，從而完成器天線用來識別紙箱上的電子標(biāo)簽，從而完成物品識別與跟蹤的任務(wù)。物品識別與跟蹤的任務(wù)。3.33.3 微波微波

20、RFIDRFID天線技術(shù)天線技術(shù) 3.3.2 3.3.2 微波微波RFIDRFID天線的設(shè)計(jì)天線的設(shè)計(jì) 微波微波RFIDRFID天線的設(shè)計(jì)，需要考慮天線采天線的設(shè)計(jì)，需要考慮天線采用的材料、天線的尺寸、天線的作用距離，用的材料、天線的尺寸、天線的作用距離，并需要考慮頻帶寬度、方向性和增益等電參并需要考慮頻帶寬度、方向性和增益等電參數(shù)。微波數(shù)。微波RFIDRFID天線主要采用偶極子天線、天線主要采用偶極子天線、微帶天線、非頻變天線和陣列天線等微帶天線、非頻變天線和陣列天線等。3.33.3 微波微波RFIDRFID天線技術(shù)天線技術(shù) 1 1彎曲偶極子天線彎曲偶極子天線 偶極子天線即振子天線，是微波偶

21、極子天線即振子天線，是微波RFIDRFID常常用的天線。為了縮短天線的尺寸，在微波用的天線。為了縮短天線的尺寸，在微波RFIDRFID中偶極子天線常采用彎曲結(jié)構(gòu)。彎曲中偶極子天線常采用彎曲結(jié)構(gòu)。彎曲偶極子天線縱向延伸方向至少折返一次，從偶極子天線縱向延伸方向至少折返一次，從而具有至少兩個導(dǎo)體段，每個導(dǎo)體段分別具而具有至少兩個導(dǎo)體段，每個導(dǎo)體段分別具有一個延伸軸，這些導(dǎo)體段借助于一個連接有一個延伸軸，這些導(dǎo)體段借助于一個連接段相互平行且有間隔地排列，并且第一導(dǎo)體段相互平行且有間隔地排列，并且第一導(dǎo)體段向空間延伸，折返的第二導(dǎo)體段與第一導(dǎo)段向空間延伸，折返的第二導(dǎo)體段與第一導(dǎo)體段垂直，第一和第二導(dǎo)

22、體段擴(kuò)展成一個導(dǎo)體段垂直，第一和第二導(dǎo)體段擴(kuò)展成一個導(dǎo)體平面。體平面。3.33.3 微波微波RFIDRFID天線技術(shù)天線技術(shù)彎曲天線有幾個關(guān)鍵的參數(shù)，如載荷棒寬度、距離、彎曲天線有幾個關(guān)鍵的參數(shù)，如載荷棒寬度、距離、間距、彎曲步幅寬度和彎曲步幅高度等。通過調(diào)整間距、彎曲步幅寬度和彎曲步幅高度等。通過調(diào)整上述參數(shù)，可以改變天線的增益和阻抗，并改變電上述參數(shù)，可以改變天線的增益和阻抗，并改變電子標(biāo)簽的諧振、最高射程和帶寬。子標(biāo)簽的諧振、最高射程和帶寬。3.33.3 微波微波RFIDRFID天線技術(shù)天線技術(shù) 2 2微帶天線微帶天線 微波微波RFIDRFID常采用微帶天線。微帶天線是平常采用微帶天線。

23、微帶天線是平面型天線，具有小型化、易集成、方向性好面型天線，具有小型化、易集成、方向性好等優(yōu)點(diǎn)，可以做成共形天線，易于形成圓極等優(yōu)點(diǎn)，可以做成共形天線，易于形成圓極化，制作成本低，易于大量生產(chǎn)?；?，制作成本低，易于大量生產(chǎn)。 微帶天線微帶天線按結(jié)構(gòu)特征分類，可以分為微帶貼按結(jié)構(gòu)特征分類，可以分為微帶貼片天線和微帶縫隙天線兩大類；微帶天線按片天線和微帶縫隙天線兩大類；微帶天線按形狀分類，可以分為矩形、圓形和環(huán)形微帶形狀分類，可以分為矩形、圓形和環(huán)形微帶天線等；微帶天線按工作原理分類，可以分天線等；微帶天線按工作原理分類，可以分成諧振型（駐波型）和非揩振型（行波型）成諧振型（駐波型）和非揩振型（行

24、波型）微帶天線。微帶天線。3.33.3 微波微波RFIDRFID天線技術(shù)天線技術(shù) （1 1）微帶駐波貼片天線。）微帶駐波貼片天線。 微帶貼片天線是由介質(zhì)基片、在基片一面微帶貼片天線是由介質(zhì)基片、在基片一面上任意平面幾何形狀的導(dǎo)電貼片和基片另一上任意平面幾何形狀的導(dǎo)電貼片和基片另一面上的地板所構(gòu)成。貼片形狀可以是多種多面上的地板所構(gòu)成。貼片形狀可以是多種多樣的。樣的。3.33.3 微波微波RFIDRFID天線技術(shù)天線技術(shù) （2 2）微帶行波貼片）微帶行波貼片天線。天線。 微帶行波天線是由基片、微帶行波天線是由基片、在基片一面上的鏈形周在基片一面上的鏈形周期結(jié)構(gòu)或普通的長期結(jié)構(gòu)或普通的長TEMTE

25、M波傳輸線和基片另一面波傳輸線和基片另一面上的地板組成。上的地板組成。TEMTEM波波傳輸線的末端接匹配負(fù)傳輸線的末端接匹配負(fù)載，當(dāng)天線上維持行波載，當(dāng)天線上維持行波時，可從天線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，可從天線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上使主波束位于從邊射上使主波束位于從邊射到端射的任意方向。到端射的任意方向。3.33.3 微波微波RFIDRFID天線技術(shù)天線技術(shù) （3 3）微帶縫隙天線。）微帶縫隙天線。 微帶縫隙天線由微帶饋線和開在地板上的微帶縫隙天線由微帶饋線和開在地板上的縫隙組成，微帶縫隙天線是把接地板刻出窗縫隙組成，微帶縫隙天線是把接地板刻出窗口即縫隙，而在介質(zhì)基片的另一面印刷出微口即縫隙，而在介質(zhì)基片的另一面印刷

26、出微帶線對縫隙饋電，縫隙可以是矩形（寬的或帶線對縫隙饋電，縫隙可以是矩形（寬的或窄的）、圓形或環(huán)形。窄的）、圓形或環(huán)形。3.33.3 微波微波RFIDRFID天線技術(shù)天線技術(shù) （4 4）微帶天線的工作原理。）微帶天線的工作原理。 微帶天線進(jìn)行工程設(shè)計(jì)時，要對天線的微帶天線進(jìn)行工程設(shè)計(jì)時，要對天線的性能參數(shù)（如方向圖、方向性系數(shù)、效率、性能參數(shù)（如方向圖、方向性系數(shù)、效率、輸入阻抗、極化和頻帶等）預(yù)先估算，將大輸入阻抗、極化和頻帶等）預(yù)先估算，將大大提高天線研制的質(zhì)量和效率，降低研制的大提高天線研制的質(zhì)量和效率，降低研制的成本。這種理論工作的開展，帶來了多種分成本。這種理論工作的開展，帶來了多種

27、分析微帶天線的方法，如傳輸線、腔模理論、析微帶天線的方法，如傳輸線、腔模理論、格林函數(shù)法、積分方程法和矩量法等。用上格林函數(shù)法、積分方程法和矩量法等。用上述各種方法計(jì)算微帶天線的方向圖，其結(jié)果述各種方法計(jì)算微帶天線的方向圖，其結(jié)果基本是一致的，特別是主波束?；臼且恢碌模貏e是主波束。3.33.3 微波微波RFIDRFID天線技術(shù)天線技術(shù)3 3陣列天線陣列天線 陣列天線是一類由不少于兩個天線單元陣列天線是一類由不少于兩個天線單元規(guī)則或隨機(jī)排列，并通過適當(dāng)激勵獲得預(yù)定規(guī)則或隨機(jī)排列，并通過適當(dāng)激勵獲得預(yù)定輻射特性的天線。就發(fā)射天線來說，簡單的輻射特性的天線。就發(fā)射天線來說，簡單的輻射源比如點(diǎn)源、

28、對稱振子源是常見的，陣輻射源比如點(diǎn)源、對稱振子源是常見的，陣列天線是將它們按照直線或者更復(fù)雜的形式，列天線是將它們按照直線或者更復(fù)雜的形式，排成某種陣列樣子，構(gòu)成陣列形式的輻射源，排成某種陣列樣子，構(gòu)成陣列形式的輻射源，并通過調(diào)整陣列天線饋電電流、間距、電長并通過調(diào)整陣列天線饋電電流、間距、電長度等不同參數(shù)，來獲取最好的輻射方向性度等不同參數(shù)，來獲取最好的輻射方向性。3.33.3 微波微波RFIDRFID天線技術(shù)天線技術(shù) （1 1）微帶陣列天線。）微帶陣列天線。 微帶陣列天線一般應(yīng)用在微帶陣列天線一般應(yīng)用在幾百兆赫茲到幾十吉赫茲的幾百兆赫茲到幾十吉赫茲的頻率范圍，適合頻率范圍，適合RFIDRF

29、ID系統(tǒng)系統(tǒng)使用。微帶陣列天線的優(yōu)點(diǎn)使用。微帶陣列天線的優(yōu)點(diǎn)是饋電網(wǎng)絡(luò)可以與輻射元一是饋電網(wǎng)絡(luò)可以與輻射元一起制作，并且可以將發(fā)送和起制作，并且可以將發(fā)送和接收電路集成在一起，是使接收電路集成在一起，是使用較為廣泛的陣列天線。用較為廣泛的陣列天線。3.33.3 微波微波RFIDRFID天線技術(shù)天線技術(shù) （2 2）八木天線。）八木天線。 八木天線是一種寄生天線陣，只有一個陣元是直八木天線是一種寄生天線陣，只有一個陣元是直接饋電的，其他陣元都是非直接激勵，是采用近接饋電的，其他陣元都是非直接激勵，是采用近場耦合從有源陣元獲得激勵。八木天線有很好的場耦合從有源陣元獲得激勵。八木天線有很好的方向性，較

30、偶極子天線有較高的增益，實(shí)現(xiàn)了陣方向性，較偶極子天線有較高的增益，實(shí)現(xiàn)了陣列天線提高增益的目的。列天線提高增益的目的。3.33.3 微波微波RFIDRFID天線技術(shù)天線技術(shù) 4 4非頻變天線非頻變天線 一般來說，若天線的相對帶寬達(dá)到百分之幾一般來說，若天線的相對帶寬達(dá)到百分之幾十，這類天線稱為寬頻帶天線；若天線的頻十，這類天線稱為寬頻帶天線；若天線的頻帶寬度能夠達(dá)到帶寬度能夠達(dá)到10:110:1，這類天線稱為非頻，這類天線稱為非頻變天線。非頻變天線能在一個很寬的頻率范變天線。非頻變天線能在一個很寬的頻率范圍內(nèi)，保持天線的阻抗特性和方向特性基本圍內(nèi)，保持天線的阻抗特性和方向特性基本不變或稍有變化

31、不變或稍有變化。非頻變天線有多種形式，主要包括非頻變天線有多種形式，主要包括 平面等角螺旋天線平面等角螺旋天線 圓錐等角螺旋天線圓錐等角螺旋天線 對數(shù)周期天線對數(shù)周期天線3.4 RFID3.4 RFID天線的制造工藝天線的制造工藝 RFIDRFID天線制作工藝主要有線圈繞制法、蝕天線制作工藝主要有線圈繞制法、蝕刻法和印刷法刻法和印刷法。 低頻低頻RFIDRFID電子標(biāo)簽天線基本是采用電子標(biāo)簽天線基本是采用繞線繞線方方式制作而成式制作而成； 高頻高頻RFIDRFID電子標(biāo)簽天線利用以上電子標(biāo)簽天線利用以上3 3種方式種方式均可實(shí)現(xiàn)，但以均可實(shí)現(xiàn)，但以蝕刻蝕刻天線為主，其材料一般天線為主，其材料一

32、般為鋁或銅為鋁或銅； UHF RFIDUHF RFID電子標(biāo)簽天線則以電子標(biāo)簽天線則以印刷印刷天線為主。天線為主。3.4 RFID3.4 RFID天線的制造工藝天線的制造工藝 3.4.1 3.4.1 線圈繞制法線圈繞制法 利用線圈繞制法制作利用線圈繞制法制作RFIDRFID天線時，要在一個繞天線時，要在一個繞制工具上繞制標(biāo)簽線圈，并使用烤漆對其進(jìn)行固制工具上繞制標(biāo)簽線圈，并使用烤漆對其進(jìn)行固定，此時天線線圈的匝數(shù)一般較多。將芯片焊接定，此時天線線圈的匝數(shù)一般較多。將芯片焊接到天線上之后，需要對天線和芯片進(jìn)行粘合，并到天線上之后，需要對天線和芯片進(jìn)行粘合，并加以固定。加以固定。3.4 RFID3

33、.4 RFID天線的制造工藝天線的制造工藝 線圈繞制法的特點(diǎn)如下。線圈繞制法的特點(diǎn)如下。 頻率頻率范圍在范圍在125-134 KHz 125-134 KHz 的電子標(biāo)的電子標(biāo)簽只能采用這種工藝；簽只能采用這種工藝； 成本成本高，生產(chǎn)速度慢；高，生產(chǎn)速度慢； UHFUHF天線很少采用這種工藝。天線很少采用這種工藝。3.4 RFID3.4 RFID天線的制造工藝天線的制造工藝 3.4.23.4.2蝕刻法蝕刻法 蝕刻法是在一個塑料薄膜上層壓一個平面銅箔蝕刻法是在一個塑料薄膜上層壓一個平面銅箔片，然后在銅箔片上涂覆光敏膠，干燥后通過一片，然后在銅箔片上涂覆光敏膠，干燥后通過一個正片（具有所需形狀的圖案

34、）對其進(jìn)行光照，個正片（具有所需形狀的圖案）對其進(jìn)行光照，然后放入化學(xué)顯影液中，此時感光膠的光照部分然后放入化學(xué)顯影液中，此時感光膠的光照部分被洗掉，露出銅，最后放入蝕刻池，所有未被感被洗掉，露出銅，最后放入蝕刻池，所有未被感光膠覆蓋部分的銅被蝕刻掉，從而得到所需形狀光膠覆蓋部分的銅被蝕刻掉，從而得到所需形狀的天線。的天線。3.4 RFID3.4 RFID天線的制造工藝天線的制造工藝 蝕刻法的特點(diǎn)蝕刻法的特點(diǎn)如下：如下： 蝕刻蝕刻天線精度高，天線性能優(yōu)異且穩(wěn)天線精度高，天線性能優(yōu)異且穩(wěn)定；定； 缺點(diǎn)缺點(diǎn)就是成本太高；就是成本太高； 高頻高頻電子標(biāo)簽常采用這種工藝。電子標(biāo)簽常采用這種工藝。3.4 RFID3.4 RFID天線的制造工藝天線的制造工藝 3.4.3 3.4.3 印刷法印刷法 印刷天線是直接用導(dǎo)電油墨在絕緣基板（薄膜）印刷天線是直接用導(dǎo)電油墨在絕緣基板（薄膜）上印刷導(dǎo)電線路，形成天線和電路。