RFID天线场是怎么样的?
射频识别(RFID)是一种易于操控、简单实用且特别适用于自动化控制的应用技术,其基本原理是利用射频信号耦合(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,了解天线场的概念有助于更好地理解和应用射频识别系统。
天线场的概念
射频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,这种空间信息传输通道的性能完全由天线周围的场区特性决定,是电磁传播的基本规律。射频信号加载到天线之后,在紧邻天线空间中,除了辐射场之外,还有一个非辐射场。该场与距离的高次幂成反比,随着离开天线的距离增大迅速减小。在这个区域,由于电抗场占优势,因而将此区域称为电抗近场区,它的外界约为一个波长。超过电抗近场区就到了辐射场区,按照与天线距离的远近, 又把辐射场区分为辐射近场区和辐射远场区。因而根据观测点距离天线距离的不同,天线周围的场呈现出的性质也不相同。通常可以根据观测点与天线的距离将天线周围的场区分为三个区域。
(1)无功近场区
无功近场区又称电抗近场区,它是天线辐射场中紧邻天线口径的一个近场区域。在该区域中,电抗性储能场占支配地位,该区域的界限通常取为距天线口径表面λ/2π处。从物理概念上讲,无功近场区是一个储能场,其中电场与磁场的转化就像变压器中由电场与磁场的转化。如果在无功近场区附近还有其他金属物体,这些物体将会以类似电容、电感耦合的方式影响储能场,因而也可以将这些金属物看做是组合天线(原天线与这些金属物组成新的天线)的一部分。在该区域中束缚于天线的电磁场未曾做功(只是进行相互转换),因而将该区域称为无功近场区。
(2)辐射近场区
超过电抗近场区就到了辐射场区,辐射场区的电磁场已经脱离了天线的束缚,并作为电磁波进入空间。按照与天线距离的远近, 又把辐射场区分为辐射近场区和辐射远场区。在辐射近场区中,辐射场占优势,并且辐射场的角度分布与距离天线口径的距离有关。对于通常的天线,此区域也称为菲涅尔区域。 由于大型天线的远场测试距离很难满足,因而研究该区域中场的角度分布对大型天线的测试非常重要。
(3)辐射远场区
辐射远场区即通常所说的远场区,又称为弗朗荷费区。在该区域中,辐射场的角分布与距离无关。严格地讲,只有离天线无穷远处才能达到天线的远场区。但在某个距离上,辐射场的角度分布与无穷远处的角度分布误差在允许的范围内时,即把该点至无穷远的区域称为天线远场区。