1 导言
射频辨认是一种运用射频技能的非触摸自动辨认技能，具有传输速率快、防抵触、大批量读取、运动进程读取等优势，因而，RFID技能在物流与供应链办理、出产办理与操控、防伪与安全操控、交通办理与操控等各范畴具有严重的运用潜力。现在，射频辨认技能的作业频段包含低频、高频、超高频及微波段，其间以高频和超高频的运用最为广泛。
2 RFID技能原理
RFID体系首要由读写器(target)、应答器(RFID标签)和后台计算机组成，其间，读写器完结对标签的数据读写和存储，由操控单元、高频通讯模块和天线组成，标签首要由一块%&&&&&%芯片及外接天线组成，其间电路芯片一般包含射频前端、逻辑操控、存储器等电路。标签依照供电原理可分为有源(acTIve)标签、半有源(semiacTIve)标签和无源(passive)标签，无源标签因为本钱低、体积小而备受喜爱。
RFID体系的根本作业原理是：标签进入读写器发射射频场后，将天线取得的感应电流经升压电路后作为芯片的电源，一起将带信息的感应电流经过射频前端电路变为数字信号送入逻辑操控电路进行处理，需求回复的信息则从标签存储器宣布，经逻辑操控电路送回射频前端电路，最终经过天线发回读写器。
3 RFID体系中的天线
从RFID技能原理上看，RFID标签功能的关键在于RFID标签天线的特色和功能。在标签与读写器数据通讯进程中起关键作用是天线，一方面，标签的芯片发动电路开端作业，需求经过天线在读写器发生的电磁场中取得满意的能量;另一方面，天线决议了标签与读写器之间的通讯信道和通讯办法。因而，天线尤其是标签内部天线的研讨就成为了要点。
3.1 RFID体系天线的类别
按RFID标签芯片的供电办法来分，RFID标签天线能够分为有源天线和无源天线两类。有源天线的功能要求较无源天线要低一些，可是其功能受电池寿数的影响很大：无源天线能够战胜有源天线受电池约束的缺乏，可是对天线的功能要求很高。现在，RFID天线的研讨要点是无源天线。从RFID体系作业频段来分，在LF、HF段f如6.78MHz、13.56MHz)I作的RFID体系，电磁能量的传送是在感应场区域(似稳场)中完结，也称为感应耦合体系;在UHF段(如915MHz、2400Mttz)Z作的体系，电磁能量的传送是在远场区域(辐射场)中完结，也称为微波辐射体系。因为两种体系的能量发生和传送办法不同，对应的RFID标签天线及前端部分存在各自特殊性，因而标签天线分为近场感应线圈天线和远场辐射天线。感应耦合体系运用的是近场感应线圈天线，由多匝电感线圈组成，电感线圈和与其相并联的%&&&&&%构成并联谐振回路以耦合最大的射频能量;微波辐射体系运用的远场辐射天线的品种首要是偶极子天线和缝隙天线，远场辐射天线一般是谐振式的，一般取半波长。天线的形状和尺度决议它能捕捉的频率规模等功能，频率越高，天线越活络，占用的面积也越少。较高的作业频率能够有较小的标签尺度，与近场感应天线比较，远场辐射天线的辐射功率较高。
3.2 RFID标签天线的规划要求
RFID标签天线的规划要求首要包含：天线的物理尺度满意小，能满意标签小型化的需求;具有全向或半球掩盖的方向性;具有高增益，能供给最大的信号给标签的芯片;阻抗匹配好，不管标签在什么方向，标签天线的极化都能与读写器的信号相匹配;具有顽健性及低本钱。在挑选天线时首要考虑：天线的类型，天线的阻抗，运用到物品上的RF功能，当有其他物品环绕标签物品时的RF功能。
4 RFID标签天线的类别和研讨现状
标签天线首要分为3大类：线圈型、偶极子、缝隙(包含微带贴片)型。线圈型天线是将金属线盘绕成平面或将金属线缠绕在磁心上;偶极子天线由两段相同粗细和等长的直导线排成一条直线构成，信号从中心的两个端点馈人，天线的长度决议频率规模;缝隙型天线是由金属外表切出的凹槽构成，其间微带贴片天线由一块结尾带有长方形的电路板构成，长方形的长宽决议频率规模。
辨认间隔小于1m的中低频近间隔运用体系的RFID天线一般选用工艺简略、本钱低的线圈型天线;1I1以上的高频或微波频段的远间隔运用体系需求选用偶极子和缝隙型天线。
4.1 线圈型天线
当标签线圈天线进入读写器发生的交变磁场中，标签天线与读写器天线之间的相互作用就相似于变压器。两者的线圈相当于变压器的初级线圈和次级线圈。
标签和读写器双向通讯运用的载波频率便是当要求标签天线线圈外形很小，即面积小，且需必定的作业间隔，RFID标签与读写器问的天线线圈互感量(就显着不能满意实践需求，能够在标签天线线圈内部刺进具有高导磁率的铁氧体资料，以增大互感量，然后补偿线圈横截面小的问题”。现在线圈型天线的完结技能已很老练，广泛地运用在身份辨认、货品标签等RFID体系中，可是关于频率高、信息量大、作业间隔和方向不确定的RFID运用场合，选用线圈型天线难以完结相应的功能指标。
4.2 偶极子天线
偶极子天线具有辐射才能好、结构简略、功率高的长处，能够规划成适用于全方位通讯的RFID体系，被广泛运用于RFID标签天线的规划，尤其是在远间隔RFID体系中。
传统半波偶极子天线的最大问题在于对标签尺度的影响，如915MHz的半波偶极子。研讨标明，端接的、歪斜的、折叠的偶极子天线能够经过挑选适宜的几许参数来取得所需的输入阻抗，具有增益高、频率掩盖宽和噪声低的长处，功能十分超卓，且与传统半波偶极子天线比较尺度要小许多，若合作铜焊电气端子和不平衡变压器，还能最大极限地进步增益、阻抗匹配和带宽。已知添加天线的弯折次数有利于在不下降天线功率的情况下减小天线尺度，那么，怎么在有限的空问下进行“弯折”，“弯折”的详细参数对标签天线的谐振频率和输入阻抗有何影响?怎样“弯折”的RF功率最高?
咱们知道。具有分形结构的物体一般都有份额自相似性和空间填充性的特色，运用到天线规划上能够完结天线多频段特性和尺度减缩特性。国内外对具有分形结构的天线做了很多研讨作业，证明了分形结构的天线具有杰出的尺度减缩特性，能够在有限的空间内大幅度进步天线功率网。
对半波振子的不同方位和维度运用Hilbert分形改换，并用矩量法对Hilbert标签天线进行仿真，能得到标签天线的谐振频率和输入阻抗随分形维数和阶数不同的仿真成果，剖析成果中的天线增益和功率，判别哪种维度和阶数的标签天线最符合实践标签天线的规划要求，进一步制造实体天线，并测验RF辨认间隔，这是常用的研讨办法。
4.3 缝隙(包含微带贴片)型天线
缝隙天线具有低概括、重量轻、加工简略、易于与物体共形、批量出产、电功能多样化、宽带与有源器材和电路集成为一致的组件等特色，合适大规模出产，能简化整机的制造与调试，然后大大下降本钱。
微带贴片天线是由贴在带有金属底板的介质基片上的辐射贴片导体所构成，依据天线辐射特性，能够规划贴片导体为各种形状。遍及运用于频率高于100MHz的低概括结构，一般由一矩形或方形的金属贴片置于接地平面上的一片薄层电介质(称为基片)外表所组成，其贴片可选用光刻工艺制造，使之本钱低，易于很多出产。
如前所述，弯折型天线有利于减小标签天线的物理尺度，满意标签小型化的规划要求。关于缝隙天线来说，相同能够运用弯折的概念。事实上，弯折缝隙天线适用于高频微波段的RFID标签，能有用减小天线尺度，功能优。具有宽广的市场前景。研讨办法和弯折偶极子天线相似，用矩量法研讨缝隙弯折的次数、高度、方位、宽度和缝隙天线平片巨细对矩形天线谐振特性的影响。
弯折缝隙天线，平片巨细为LxW，缝隙弯折宽度和高度分别为s和h，缝隙离馈电点中心间隔为，下面评论这些参数的改动对缝隙天线的谐振特性、反射系数、天线功率等影响。
根据弯折的各参数对缝隙天线功能的影响，可依据实践需求规划UHF射频辨认标签用的缝隙天线，制造详细的什物天线。能够估计，弯折缝隙天线将是UHF标签天线规划范畴比较看好的发展方向。
5 RFID标签天线的热点问题
在RFID标签天线的规划中，除了一向很受注重的减小物理尺度问题，进一步改进小型化后的天线带宽和增益特性以扩展其实践运用规模，剖析小型化天线的交叉极化特性以清晰其极化纯度也是重要的研讨方向，别的，掩盖各种频率的复合天线规划，多标签天线优化散布技能，读写器智能波束扫描天线阵技能，规划仿真软件和渠道，标签天线和附着介质匹配技能，一致性抗干扰性和安全可靠性技能等都是值得持续研讨的内容。
其间，片上天线技能是近期研讨的热点问题。RFID技能运用范畴的不断扩展，使RFID标签对小型化、轻量化、多功能、低功耗和低本钱方面的要求也不断进步，但是现在的RFID标签依然运用片外独立天线，其长处是天线Q(质量要素)值较高、易于制造、本钱适中。缺陷是体积较大、易折断，不能担任防伪或以生物标签方式植入动物体内等使命。若能将天线集成在标签芯片上，无需任何外部器材即可进行作业，将会使整个标签体积更小、运用更便利，这就引发了片上天线技能的研讨。
把天线集成到片上，不只简化了原有的标签制造流程，下降了本钱，还进步了可靠性。片上天线作为能量接纳器和信号传感器决议了整个体系的功能，它的根本起点是运用法拉第电磁感应原理。把外界改动的磁场能量转化为片上的电源电压，作为整个芯片的作业电源，一起运用电磁场改动引起的片上电流或电压的改动来辨别接纳信号。经过改动因为本身输出阻抗导致的外界磁场改动而把信号传输至接纳端。迄今为止，在规范CMOS工艺上完结的片上天线依然以硅基集成螺旋电感作为首要结构。
除了RFID标签内部的规划，例如RFID智能渠道(smarttable)天线等范畴的研讨也日渐受到注重。
