RFID天线概述
电子标签和读写器通过各自的天线构建起两者之间的非接触信息传输通道,如图2-7所示。无论是射频标签还是读写器的正常工作,都离不开天线或耦合线圈:一方面,无源射频标签芯片要启动电路工作,需要通过天线在读写器天线产生的电磁场中获得足够的能量;另一方面,天线决定了射频标签与读写器之间的通信信道和通信方式,它在射频标签与读写器实现数据通信过程中起到了关键的作用,因此,对RFID天线的研究具有重要意义。小于1m的近距离应用系统的RFID天线一般采用工艺简单、成本低的线圈型天线,它们主要工作在中低频段。而1m以上远距离的应用系统需要采用微带贴片型或偶极子型的天线(即ID天线),它们工作在高频及微波频段。
RFID天线的分类
天线是一种以电磁波形式把前端射频信号接收或辐射出去的装置,是电路与空间的界面器件,用来实现导行波与自由空间波能量的转化。在RFID系统中,天线分为电子标签天线和读写器天线两大类,分别承担接收能量和发射能量的作用。RFID天线品种繁多,以在不同频率、不同用途、不同场合、不同要求等情况下使用。对于众多品种的RFID天线而言,进行适当的分类是必要的。按工作频段分类。RFID天线可分为短波天线、超短波天线、微波天线等;按方向性分类。RFID天线可分为全向天线、定向天线等;按外形分类。RFID天线可分为线状天线、面状天线等;根据天线的设计工艺分类。根据RFID天线的设计工艺分类,主要有线圈型、微带贴片型、偶极子型三种基本形式的天线。
RFID天线的数量
使用固定式读写器,要考虑所需天线的数量。固定式读写器有内置天线,或者可以通过接口连接多个天线。有内置天线的固定式读写器和外接天线的读写器的应用相同,各有各的优缺点。内置天线的固定式读写器安装比较简单,只需要固定好读写器,连接上电源线即可。其另外一个优点是:读写器与天线的连接足够短,不会因电缆线的长度影响能量传输和读写器的信号强度。而外置天线读写器的优点是能覆盖更大的识读面积,在相同面积之下,要想达到相同的识读率,使用内置天线的固定式读写器显然要比使用外置天线的读写器所需的数目多。市面上有些读写器虽然只有一个内置天线,但大部分的RFID读写器可以支持扩展到两个、四个、甚至八个天线。有的还可以通过多路器连接更多的天线,理论上一个读写器可以通过多路器最多连接255个天线,但天线数目过多,能量衰减和数据处理就可能成为应用的瓶颈。将天线放置在识读区域的上、下、左、右四面,形成一个通道,克服了线极化天线的识读局限,将极大地提高标签的各个方向的识读概率。增加读写器天线的数量可以直接提高识读率,但是读写器天线数量的增加也会提高读写器的单位成本,价格往往也是用户最为关心的问题。
(图为RD52系列读写器,分别可接外置天线1个、6个、12个)