影响RFID天线应用性能的因素有哪些?
在低频和高频频段,读写器与电子标签基本都采用线圈天线。微波RFID天线形式多样,可以采用对称振子天线、微带天线、阵列天线和宽频带天线等,同时微波RFID的电子标签较小,天线要求低造价、小型化,因此微波RFID出现了许多天线制作的新技术。
影响RFID天线应用性能的参数,主要有天线类型、尺寸结构、材料特性、成本价格、工作频率、频带宽度、极化方向、方向性、增益、阻抗问题和环境影响等,RFID天线的应用需要对上述参数加以权衡。
RFID天线的极化
不同的RFID系统采用的天线极化方式不同。有些应用可以采用线极化,例如在流水线上,这时电子标签的位置基本上是固定不变的,电子标签的天线可以采用线极化方式。但在大多数场合,由于电子标签的方位是不可知的,所以大部分RFID系统采用圆极化天线,以使RFID系统对电子标签的方位敏感性降低。
RFID天线的方向性
RFID系统的工作距离,主要与读写器给电子标签的供电有关。随着低功耗电子标签芯片技术的发展,电子标签的工作电压不断降低,所需功耗很小,这使得进一步增大系统工作距离的潜能转移到天线上,这要求有方向性较强的天线。
如果天线波瓣宽度越窄,天线的方向性越好,天线的增益越大,天线作用的距离越远,抗干扰能力越强,但同时天线的覆盖范围也就越小。
RFID天线的阻抗问题
为了以最大功率传输,芯片的输入阻抗必须和天线的输出阻抗匹配。几十年来,天线设计多采用50Q或75Q的阻抗匹配,但是可能还有其他情况。例如,一个缝隙天线可以设计几百欧姆的阻抗, 一个折叠偶极子的阻抗可以是一个标准半波偶极子阻抗的几倍,印刷贴片天线的引出点能够提供一个40Ω~100Q的阻抗范围。
RFID的环境影响
电子标签天线的特性,受所标识物体的形状和电参数影响。例如,金属对电磁波有衰减作用,金属表面对电磁波有反射作用,弹性衬底会造成天线变形等,这些影响在天线设计与应用中必须加以解决。以在金属物体表面使用天线为例,目前有价值的解决方案有两个,一个是从天线的形式出发,采用微带贴片天线或倒F天线等∶另一个是采用双层介质、介质覆盖或电磁带隙等。