在低頻和高頻頻段, 讀寫器與電子標(biāo)簽基本都采用線圈天線, 線圈之間存在互感, 使一個(gè)線圈 的能量可以耦合到另一個(gè)線圈, 因此, 讀寫器天線與電子標(biāo)簽天線之間采用電感耦合的方式工作。讀寫器天線與電子標(biāo)簽天線是近場(chǎng)耦合, 電子標(biāo)簽處于讀寫器的近區(qū), 當(dāng)超出上述范圍時(shí), 近場(chǎng)耦合便失去作用。當(dāng)電子標(biāo)簽逐漸遠(yuǎn)離讀寫器, 處于讀寫器的遠(yuǎn)區(qū)時(shí), 電磁場(chǎng)將擺脫天線, 并作為電磁波進(jìn)入空間。本節(jié)所討論的低頻和高頻RFID天線, 是基于近場(chǎng)耦合的概念進(jìn)行設(shè)計(jì)的。

低頻和高頻 RFID 天線有如下特點(diǎn)。
(1)天線都采用線圈的形式。
(2)線圈的形式多樣, 可以是圓形環(huán), 也可以是矩形環(huán)。
(3)天線的尺寸比芯片的尺寸大很多, 電子標(biāo)簽的尺寸主要是由天線決定的。
(4)有些天線的基板是柔軟的, 適合粘貼在各種物體的表面。
(5)由天線和芯片構(gòu)成的電子標(biāo)簽, 可以比拇指還小。
(6)由天線和芯片構(gòu)成的電子標(biāo)簽, 可以在條帶上批量生產(chǎn)。
2. 低頻和高頻RFID天線的磁場(chǎng)
    電流周圍磁場(chǎng)的存在方式, 與電流的分布有關(guān), 不同的電流分布, 在周圍會(huì)產(chǎn)生不同的磁感應(yīng)強(qiáng)度。
(1)圓形線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)。
                                                      

      很多低頻和高頻 RFID 天線是圓環(huán)結(jié)構(gòu), 采用了“短圓柱形線圈”, “短圓柱形線圈”在周圍產(chǎn)生的磁場(chǎng)為式中, R為線圈的半徑, z為在線圈中心軸線上距線圈圓心的距離, 1為圓形線圈上的電流, N為圓形線圈的匝數(shù)。“短圓柱形線圈”的結(jié)構(gòu)和產(chǎn)生的磁場(chǎng)如圖所示。

   “短圓柱形線圈”在周圍產(chǎn)生的磁場(chǎng)有如下特點(diǎn)。
①磁場(chǎng)與線圈的匝數(shù) N有關(guān), 線圈的匝數(shù)越大, 磁場(chǎng)越強(qiáng)。一般低頻線圈的匝數(shù)較多, 有
② 當(dāng)被測(cè)點(diǎn)沿線圈的軸線離開線圈時(shí), 如果z《<R, 磁場(chǎng)的強(qiáng)度幾乎不變。當(dāng)z=0時(shí), 磁場(chǎng)的公式簡(jiǎn)化為幾百至上千圈; 高頻線圈的匝數(shù)較少, 有幾至幾十圈。

                                                      
③ 當(dāng)被測(cè)點(diǎn)沿線圈的軸線離開線圈較大時(shí), 即≥>》R時(shí), 磁場(chǎng)強(qiáng)度的衰減與z的3次方成比例, 衰減比較急劇, 衰減約為60 dB/10倍距離。這時(shí)磁場(chǎng)的公式簡(jiǎn)化為

                                                       
(2)矩形線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)。
      有些低頻和高頻 RFID 天線是矩形線圈結(jié)構(gòu), 當(dāng)被測(cè)點(diǎn)沿線圈的軸線離開線圈z時(shí), 矩形線圈結(jié)構(gòu)在軸線產(chǎn)生的磁場(chǎng)為
                                
式中, a和b為矩形線圈的兩個(gè)邊長(zhǎng), z為在線圈中心軸線上距線圈中心的距離, I為矩形上
線圈的電流, N為矩形線圈的圈數(shù)。
3. 低頻和高頻RFID天線的最佳尺寸
      線圈天線的最佳尺寸, 是指線圈上的電流1為常數(shù), 且與天線的距離z為常數(shù)時(shí), 線圈的尺寸與產(chǎn)生磁場(chǎng)的關(guān)系。下面以圓環(huán)形線圈為例, 討論線圈的最佳尺寸。計(jì)算的結(jié)果表明, 最大磁場(chǎng)與線圈尺寸的關(guān)系為上式表明, 當(dāng)距離z為常數(shù)時(shí), 如果線圈的半徑R=?2z, 則可以獲得最大磁場(chǎng)。也就是說。當(dāng)線圈的半徑R為常數(shù)時(shí), 如果距離為z=0. 707R, 就可以獲得最大磁場(chǎng)。