第三章：RFID中的天线技术

1、天线概述

1.1天线的定义

天线是用于发射或接收无线电波的装置和部件。可视为传输线的终端设备。

作为单端口元件，天线需要匹配连接的馈线阻抗。天线的馈线应该是

尽可能传输行波，使从馈线到天线的能量不被天线反射，尽可能多

辐射出去。

1.2天线的分类

1)按波段分类

长波天线、中波天线、短波天线、超短波天线、微波天线

2)按结构分类

线性天线、面性天线、缝隙天线、微带天线

3)按用途分类

广播天线、通信天线、雷达天线、导航天线和RFID天线

1.三天线研究方法

天线辐射符合叠加原理

线天线，面天线

研究方法：解析、数值解、仿真软件

1.4RFID天线的应用和设计现状

1、RFID天线的应用和设计现状

1)应用现状：

（1）RFID天线的一般应用要求

（2）RFID天线的极化

（3）RFID天线的方向性

（4）RFID阻抗天线

（5）RFID的环境问题

2）设计现状

（1）RFID设计电子标签天线

（2）RFID读写器天线的设计

（3）RFID天线设计步骤

低频和高频RFID天线技术

读写器天线与电子标签天线电感耦合(近场耦合)

特点：

1)天线采用线圈的形式

2)线圈形式多样，可以是圆圈或矩形环

3)天线的尺寸远大于芯片，电子标签的尺寸由天线决定

4)部分天线基板柔软，适合粘贴在各种物体表面

5)由天线和芯片组成的电子标签可以比拇指小

6)由天线和芯片组成的电子标签可以在条带上批量生产

3、微波RFID天线技术

电磁辐射可分为对称振子天线、微带天线、

阵列天线和宽带天线。

3.1微波RFID天线的结构和应用

结构多样，是物联网天线的主要形式，可应用于制造、物流、防伪、交通等领域RFID天线的主要形式。

3.2微波RFID天线的设计

主要采用偶极子天线、微带天线、阵列天线和非频变天线

1)偶极子天线

即振子天线，是微波RFID常用天线。在微波中缩短天线尺寸RFID

弯曲结构常用于中偶极子天线。

关键参数：载荷杆宽度、距离、间距、弯曲步幅宽度和弯曲步幅高度

2）微带天线

平面天线具有小型化、易集成、方向性好等优点，可制成共形天线

，圆极化易形成，生产成本低，生产量大。

按结构分类

微带贴片天线和缝隙天线

按形状分类

圆形和环形微带天线

按工作原理进行分类

谐振型和非谐振天线

微带驻波贴片天线、微带行波贴片天线、微带缝隙天线三种基本类型。

3）阵列天线

由不少于两个天线单元规则或随机排列，并通过适当的激励获得预定的辐射

天线的特点。

(1)微带阵列天线

(2)八木天线

4）非频变天线

如果天线的频带宽度能达到10:1，则称为非频带天线。非频带天线可以在一个非常好的地方

在宽频带范围内，天线的阻抗特性和方向特性基本不变或略有变化。

(1)平面等角螺旋天线

（2）圆锥等角螺旋天线

(3)对数周期天线

4、RFID生产天线的过程

主要有线圈绕制、蚀刻和印刷。

低频RFID电子标签天线基本上是线圈绕组法制成的

蚀刻法是高频的主要方法

UHF RFID电子标签天线以印刷天线为主

1)线圈绕制法

特点:(1)频率:125-134kHz，线圈数一般从几百到几千不等

(2)成本高，生产速度慢

（3）高频RFID天线也可以使用，圆数一般在100圈以内

（4）UHF很少使用天线

2）蚀刻法

特点:(1)蚀刻天线精度高，阻抗和方向性好，天线性能好

优异稳定。

(2)成本高，生产程序繁琐，产能低

（3）高频RFID天线常采用

(4)耐久性一般在10年以上

3）印刷法

特点:(1)可以更准确地调整电性能参数

(2)能满足各种个性化要求

(3)可以使用不同的基体材料

（4）可使用不同厂家提供法人晶体模块

导电油墨以RFID印刷天线技术

特点：(1)成本低

(2)导电性好

(3)操作简单

（4）无污染

(5)使用时间短

应用价值：

(1)促进各行业RFID应用

(2)促进印刷业的发展