常見(jiàn)電子標(biāo)簽天線(xiàn)
電子標(biāo)簽天線(xiàn)主要有線(xiàn)圈型、微帶貼片型、偶極子型等幾種基本形式。工作距離小于1 m的近距離應(yīng)用系統(tǒng)的RFID電子標(biāo)簽天線(xiàn)一般采用工藝簡(jiǎn)單、成本低的線(xiàn)圈型天線(xiàn)，它們主要工作在低頻段；而工作距離在1 m以上遠(yuǎn)距離的應(yīng)用系統(tǒng)需要采用微帶貼片型或偶極子型的天線(xiàn)，它們工作在高頻和微波頻段。
（1）線(xiàn)圈型天線(xiàn)。當(dāng)RFID的線(xiàn)圈天線(xiàn)進(jìn)入讀寫(xiě)器產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)時(shí)，電子標(biāo)簽天線(xiàn)與讀寫(xiě)器天線(xiàn)之間產(chǎn)生相互作用，類(lèi)似于變壓器，而兩者的線(xiàn)圈相當(dāng)于變壓器的初級(jí)線(xiàn)圈和次級(jí)線(xiàn)圈。由電子標(biāo)簽線(xiàn)圈天線(xiàn)形成的諧振回路包括RFID天線(xiàn)的線(xiàn)圈電感L、寄生電容Cp和并聯(lián)電容C2′，其諧振頻率為
式中，C為Cp和C2′的并聯(lián)等效電容。RFID系統(tǒng)就是通過(guò)這一頻率的載波實(shí)現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)通信的。
某些應(yīng)用要求電子標(biāo)簽天線(xiàn)線(xiàn)圈的外形很小，且要求一定的工作距離，如用于動(dòng)物識(shí)別的電子標(biāo)簽。一般的線(xiàn)圈如果外形面積小，電子標(biāo)簽與讀寫(xiě)器間的天線(xiàn)線(xiàn)圈互感量則難以滿(mǎn)足實(shí)際使用。通常在電子標(biāo)簽的天線(xiàn)線(xiàn)圈內(nèi)部插入具有高磁導(dǎo)率的鐵氧體材料，以增大互感量，從而補(bǔ)償線(xiàn)圈橫截面積減小的問(wèn)題。
（2）微帶貼片型天線(xiàn)。微帶貼片型天線(xiàn)結(jié)構(gòu)如圖5-7所示。根據(jù)天線(xiàn)的輻射特性需要，貼片導(dǎo)體還可以設(shè)計(jì)為各種形狀。
通常，微帶貼片型天線(xiàn)的輻射導(dǎo)體與金屬地板的距離為幾十分之一信號(hào)波長(zhǎng)，假設(shè)輻射電場(chǎng)沿導(dǎo)體的橫向與縱向兩個(gè)方向均沒(méi)有變化，僅沿約半個(gè)波長(zhǎng)的導(dǎo)體長(zhǎng)度方向有變化，因此，微帶貼片型天線(xiàn)非常適用于通信方向變化不大的RFID應(yīng)用系統(tǒng)。
微帶貼片型天線(xiàn)質(zhì)量輕、體積小、剖面薄，而且饋線(xiàn)和匹配網(wǎng)絡(luò)可以和天線(xiàn)同時(shí)制作，與通信系統(tǒng)的印刷電路集成在一起。貼片又可采用光刻工藝制造、成本低、易于大量生產(chǎn)。微帶貼片型天線(xiàn)因?yàn)槠漯侂姺绞胶蜆O化制式的多樣化，以及饋電網(wǎng)絡(luò)、有源電路集成一體化等特點(diǎn)而成為印刷天線(xiàn)類(lèi)的主角。
（3）偶極子型天線(xiàn)。在遠(yuǎn)距離耦合的RFID應(yīng)用系統(tǒng)中，最常用的就是偶極子型天線(xiàn)（又稱(chēng)為對(duì)稱(chēng)振子天線(xiàn)）。偶極子型天線(xiàn)及其演化形式如圖5-8所示，其中偶極子型天線(xiàn)由兩段同樣粗細(xì)和等長(zhǎng)的直導(dǎo)線(xiàn)排成一條直線(xiàn)構(gòu)成，信號(hào)從中間的兩個(gè)端點(diǎn)饋入，在偶極子的兩臂上將產(chǎn)生一定的電流分布，這種 電流分布可以在天線(xiàn)周?chē)臻g激發(fā)起電磁場(chǎng)。當(dāng)單個(gè)振子臂的長(zhǎng)度l=λ/4時(shí)（半波振子），輸入阻抗的電抗分量為零，天線(xiàn)輸入阻抗可視為一個(gè)純電阻。在忽略天線(xiàn)粗細(xì)的橫向影響下，簡(jiǎn)單的偶極子天線(xiàn)設(shè)計(jì)可以取振子的長(zhǎng)度l為λ/4的整數(shù)倍，如工作頻率為2.45 GHz的半波偶極子型天線(xiàn)，其長(zhǎng)度約為6 cm；當(dāng)要求偶極子型天線(xiàn)有較大的輸入阻抗時(shí)，可采用折合振子。
2. 不同頻段的電子標(biāo)簽天線(xiàn)
根據(jù)射頻識(shí)別系統(tǒng)工作頻率的不同，電子標(biāo)簽的天線(xiàn)也有所不同。
低頻電子標(biāo)簽的天線(xiàn)基本是線(xiàn)圈型的，線(xiàn)圈一般為銅線(xiàn)，纏繞在高磁導(dǎo)率的鐵磁棒上，線(xiàn)圈的匝數(shù)越多，橫截面積越大，天線(xiàn)的性能就越好。
高頻電子標(biāo)簽的天線(xiàn)一般也是線(xiàn)圈型的，工作原理與低頻電子標(biāo)簽的天線(xiàn)基本一樣。但由于高頻系統(tǒng)的頻率比低頻系統(tǒng)的頻率高很多，一般高頻系統(tǒng)的電子標(biāo)簽所需的天線(xiàn)圈數(shù)較少，因此高頻電子標(biāo)簽的天線(xiàn)制作比低頻電子標(biāo)簽容易，價(jià)格也低。
當(dāng)工作頻率增加到微波頻段時(shí)，天線(xiàn)與標(biāo)簽芯片之間的阻抗匹配問(wèn)題變得更具挑戰(zhàn)性。一直以來(lái)，電子標(biāo)簽天線(xiàn)的開(kāi)發(fā)是基于50 Ω或者75 Ω輸入阻抗，而在微波RFID應(yīng)用中，芯片的輸入阻抗可能是任意值，并且很難在工作狀態(tài)下準(zhǔn)確測(cè)試，缺少準(zhǔn)確的參數(shù)，因此天線(xiàn)的設(shè)計(jì)難以達(dá)到最佳。微波電子標(biāo)簽天線(xiàn)的設(shè)計(jì)通常需要通過(guò)選擇不同的結(jié)構(gòu)參數(shù)，以解決天線(xiàn)和標(biāo)簽阻抗匹配的問(wèn)題。
