摘要：在RFID体系中，一个很重要的方针便是读写间隔，影响读写间隔的重要参数则是读写器天线和标签天线的规划。天线规划是RFID无线射频辨认体系规划的要害部分，规划出适宜的天线是保证体系正常通讯的条件。从近场耦合天线的理论剖析着手，经过实践RFID项目中的总结，结合实践RFID体系天线规划所需首要考虑的物理参量，并依据这些参量确认规划进程。
要害词：RFID技能；阅读器天线；RFID电子标签天线；天线规划
0 导言
RFID无线射频辨认技能(Radio Frequency Identification，RFID)的运用由来已久，最早可追溯到第二次世界大战时，英国空军飞机运用的敌我飞机辨认体系。最近RFID无线射频辨认技能被广泛运用于物品办理、车辆定位以及井下人员定位等。该技能是一种非触摸的自动辨认技能，使用无线射频信号经过空间耦合(交变磁场或电磁场)完成无触摸信息传递并经过所传递的信息到达自动辨认意图。
1 RFID无线射频技能概述
1．1 RFID无线辨认体系的根本组成
RFID无线辨认体系首要由RFID电子标签、RFID阅读器、天线以及上位机办理体系组成。RFID电子标签和RFID读写器之间是经过无线方法传输信息的，因而它们之间都有无线收发模块及天线(感应线圈)。效果图如图1所示。
(1)RFID电子标签(Tag)：RFID电子标签是射频辨认体系的数据载体。由耦合元件及芯片组成，每个RFID电子标签具有专一的EPC(Electr ctronic ProductCode)电子编码，附着在物体上标识方针目标。与传统的条形码比较，EPC编码不只能够反映某一类产品，还能够详细到某一件产品。
(2)RFID阅读器(Reader)：读写器足能够读取或许写入电子标签信息的设备，其根本功能便是与标签进行数据的传输，可规划为手持式阅读器或固定式阅读器。
(3)天线(Antenna)：在标签和读取器间传递射频信号。
1．2 RFID体系的作业原理
RFID电子标签进入RFID读写器发射的磁场后，接纳解读器宣布的射频信号，凭仗感应电流所取得的能量发送出存储在芯片中的产品信息(Passive Tag，无源标签或被迫标签)，或许由标签自动发送某一频率的信号(Active Tag，有源标签或自动标签)，解渎器渎取信息并解码后，送至中心信息体系进行有关数据处理。射频辨认进程示意图如图2所示。
2 RFID标签天线功能方针
从RFID体系的辨认进程不难看出，RFID读写器在感知RFID电子标签的进程中，天线在RFID电子标签和RFID读取器间传递射频信号起到了重要的桥梁效果，RFID读写器天线、RFID电子标签天线的功能对进步整个辨认体系的功能有着重要的含义。因为RFID电子标签附着在被标识的物体上，RFID电子标签天线会遭到所标识物体的形状以及物理特性的影响。影响要素包含所标识物体的资料、所标识物品的作业环境等。别的，在RFID无线射频的设备中，作业频率增加到微波区域的时分，天线与RFID电子标签芯片之间的匹配问题变得愈加严峻。这些要素给RFID电子标签天线的规划提出了更高的要求，一起也带来了巨大的应战。
天线是一种以电磁波方式把前端射频信号功率接纳或辐射出去的设备，是电路与空间的界而器材，用来完成导行波与自在空间波能量的转化。当时的RFID无线射频体系首要会集在低频、高频、超高频、微波频段，不同作业频段的RFID体系天线的原理和规划有着根本上的不同：
(1)方向特性
天线的辐射是具有方向性的。辐射场振幅与方向的联系曲线称为方向图，实践上便是远区场恣意方向上某点的场强同方向的联系曲线。方向图一股指归一化的方向图，即远区场恣意方向上某点的场强与同一间隔的最大场之比同方向的联系曲线。界说方向图函数为：
式中EM是|E(α，β)|的最大值。
(2)方向性系数
方向性系数是用来表明天线向某一个方向会集辐射电磁波程度的一个参数。任一定向天线的方向性系数是指在接纳点发生持平电场强度的条件下，非定向天线的总辐射功率对该定向天线的总辐射功率之比。按照此界说，因为定向天线在各个方向上的辐射强度不等，故天线的方向性系数也跟着调查点的方位而不同，在辐射电场最大的方向，方向性系数也最大。一般情况下，定向天线的方向性系数便是最大辐射方向的方向性系数，即在离天线某一间隔处，天线在最大辐射方向上的辐射功率流密度Smax与相同辐射功率的抱负无方向性天线在同一间隔处的辐射功率流密度So之比，记为D，即：
(3)天线功率
天线功率是用以衡量天线转化能量的有效性的方针。天线功率均小于1，表明天线输入功率一部分转化为辐射功率，一部分为损耗功率。天线功率界说为天线辐射功率与输入功率之比，记为ηA，即：
式中：Pi为辐射功率；Pj为损耗功率。
(4)天线增益
天线系数仅反映了天线辐射能最的会集程度，天线增益不只反映了天线的辐射才能，还考虑了天线的损耗因数。在输入功率相同的条件下，定向天线在空间某方向(θ，φ)的辐射功率密度S(θ，φ)与无损耗的点源天线在该方向辐射功率密度So之比，称为天线的增益，记为G(θ，φ)。即：
增益系数是归纳衡量大线能量转化和方向特性的参数，它是方向性系数与天线功率的乘积，记为G，即：
G=D·ηA
关于频段为超高频、微波的RFID无线射频辨认体系来说，因为RFID电子标签天线面积较小，因而天线的增益也是有限的。增益的巨细丰要取决于天线辐射形式的类型。
(5)阻抗特性
天线的输入阻抗能够用天线馈电点处的电压与电流之比来表明，一般为频率的函数。RFID天线的阻抗应规划成50 Ω或70 Ω，以便和惯例的馈线完成阻抗匹配。RFID天线相当于读写器与电子标签输出端的终端负载，输入阻抗Zin界说为天线输入电压与输入电流Io之比。即：
式中：Rin，Xin分别为输入阻抗的实部和虚部。
RFID天线的辐射功率P∑相当于在一个等效阻抗上所产牛的损耗。这个等效阻抗称为辐射阻抗Z∑，即：
式中：I为参阅电流；R∑，X∑分别为辐射阻抗的实部和虚部。
3 定论
跟着RFID无线射频技能运用需求的不断清晰和运用领域的不断拓宽，作为RFID体系要害部件的天线的规划和研讨变得非常紧要和火急。天线技能是RFID体系的要害技能之一，对RFID技能的老练和广泛运用具有理论含义和实用价值。
