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小型RFID偶極子天線設計與優(yōu)化
來源：電子技術應用2012年第3期
張亞平， 陶 波， 陳顯才， 吳光華
華中科技大學 數字制造裝備與技術國家重點實驗，湖北 武漢430074
摘要： 無源RFID標簽的讀寫性能主要取決于其天線和芯片的性能，其中超高頻RFID標簽通常采用偶極子天線。從理論-仿真-實驗的角度詳細介紹了偶極子天線的設計和優(yōu)化方法，并制作了4款小型超高頻RFID標簽樣品。測試結果表明，4款樣品標簽的性能與仿真的優(yōu)化結果高度一致，該設計和優(yōu)化方法可行。
中圖分類號： TN911
文獻標識碼： A
文章編號： 0258-7998(2012)03-0117-03
Design and optimization of small RFID dipole antennas
Zhang Yaping, Tao Bo, Chen Xiancai, Wu Guanghua
State Key Lab of Digital Manufacturing Equipment and Technology, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China
Abstract： The read range of passive RFID tags is decided by the properties of the antenna and the IC used by the tag. In UHF RFID systems, the dipole antenna is one of the most used. Based on theoretically analysis, electromagnetic simulation and experiment, this paper presents the design and optimization methods of a small dipole antenna in details. Four prototypes were fabricated. The test results show that the performance of the four tags is in good agreement with the simulation. The design and optimization method is effective.
Key words : RFID; tag; dipole antenna; optimization

    射頻識別RFID(Radio Frequency Identification)是一種非接觸式自動識別技術，它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據，識別工作無須人工干預，可工作于各種惡劣環(huán)境，被廣泛應用于物流、防偽等領域。

    RFID系統(tǒng)通常由讀寫器、標簽和服務器組成。標簽分有源標簽和無源標簽，無源標簽由天線和芯片構成，結構簡單，成本低。在超高頻頻段，標簽天線常采用半波偶極子天線[1]。偶極子天線具有結構簡單、效率高、制造成本低等優(yōu)點。
1 偶極子天線設計
1.1 天線結構設計
    由半波偶極子天線的定義，天線的總長度為工作頻率下電磁波波長的1/2。結合電磁波在電介質中傳播的波長公式，半波偶極子天線的長度La為：




 



    4款樣品天線分別選自天線優(yōu)化設計的不同階段，天線從773~776依次作了改進。從讀取距離的測試結果可見，773~776的讀取距離依次增加，天線776的讀取距離最遠，與仿真結果一致，可見本文所用的優(yōu)化方法有效。
    無源超高頻RFID標簽通常采用偶極子天線，本文采用理論分析和仿真優(yōu)化相結合的方式設計了一款偶極子天線，并采用T型阻抗匹配結構實現與標簽芯片的阻抗匹配。通過調節(jié)天線長度和阻抗匹配結構的尺寸對偶極子天線進行了優(yōu)化， 并制作了4款小型超高頻RFID標簽樣品。測試結果表明，4款樣品標簽的性能與預期的優(yōu)化結果一致,優(yōu)化后的標簽讀寫距離達到1.59 m。
參考文獻
[1] FINKENZELLER K. RFID handbook: fundamentals and applications in contactless smart cards, radio frequency  identification and near-field communication[M]. 3rd ed.  Hoboken, NJ: John Wiley & Sons Ltd., 2010.
[2] DEAVOURS D. UHF RFID antennas[M]. RFID Systems:  Research Trends and Challenges, Bolic M, Simplot-Ryl D,  Stojmenovic I, Hoboken, NJ:John Wiley & Sons, 2010,  57-98.
[3] MARROCCO G. The art of UHF RFID antenna design:  impedance matching and size-reduction techniques[J]. IEEE Antennas and Propagation Magazine. 2008,50(1):1-21.
[4] RAO K V S, SANDER P V N. Antenna design for UHF RFID tags: a review and a practical application[J].  IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 2005,53(12):3870-3876.
[5] TIKHOV Y. Comments on antenna design for UHF RFID  tags a review and a practical application[J]. IEEE Transactions on Antennas and Propagation.2006,54(6):1906

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