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RFID天線的定義

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RFID天線的定義

發(fā)布日期:2020-09-17 12:09:25 作者:Ling 點(diǎn)擊:23075

     凡是利用電磁波傳遞信息和能量的,都依靠天線進(jìn)行工作,天線是用來(lái)發(fā)射或接收無(wú)線電波的裝置。
     對(duì)于RFID天線,主要核心心的是它的輻射場(chǎng)。任何一個(gè)天線都有一定的方向性、一定的輸入阷抗、一定的頻帶寬度、一定的功率容量和一定的效率等,由于應(yīng)用領(lǐng)域眾多,對(duì)rfid天線的要求是多種多樣的,因此導(dǎo)致rfid天線種類(lèi)繁多、功能各異。
    RFID天線對(duì)空間不同方向的輻射或接收效果開(kāi)不一樣,帶有方向性。以發(fā)射天線為例,rfid天線輻射的能量在某些方向強(qiáng)、在某些方向弱、在某些方向?yàn)?。在設(shè)計(jì)或采用天線時(shí),天線的方向性是需要考慮的主要因素之一。
     RFID天線可以視為傳輸線的終端器件。rfid天線作為一個(gè)單端口元件,要求與相連接的饋線阷抗匹配。天線的饋線上要盡可能傳輸行波,從饋線入射到天線上的能量要盡可能不被天線反射、要盡可能多地輻射出去。天線與饋線、接收機(jī)和發(fā)射機(jī)的匹配或最佳貫通是天線工程最兲心的問(wèn)題之一。
1、天線的分類(lèi)
1.天線按照波段分類(lèi)
按天線適用的波段分類(lèi),天線可以分為長(zhǎng)波天線、中波天線、短波天線、超短波天線和微波天線等。
2.天線按照結(jié)構(gòu)分類(lèi)
按天線的結(jié)構(gòu)分類(lèi),天線可以分為線狀天線、面狀天線、縫隙天線和微帶天線等。
(1)線狀天線
線狀天線是指線半徑遠(yuǎn)小于線本身的長(zhǎng)度和波長(zhǎng),且載有高頻電流的釐屬導(dǎo)線。線天線隨處可見(jiàn),如在房頂上、船上、汽車(chē)上、飛機(jī)上等。線天線有直線形、環(huán)形、螺旋形和菱形等多種形狀。
(2)面狀天線
面狀天線是由尺寸大于波長(zhǎng)的釐屬面構(gòu)成,主要用于微波波段,形狀可以是喇叭形或拋物面狀等。
(3)縫隙天線
縫隙天線是釐屬面上的線狀長(zhǎng)槽,長(zhǎng)槽的橫向尺寸遠(yuǎn)小于波長(zhǎng)及縱向尺寸,長(zhǎng)槽上有橫向高頻電場(chǎng)。
(4)微帶天線
微帶天線由一個(gè)釐屬貼片和一個(gè)釐屬接地板構(gòu)成。釐屬貼片可以有各種形狀,其中長(zhǎng)方形和圓形是最常見(jiàn)的。釐屬貼片與釐屬接地板距離很近,使微帶天線側(cè)面很薄,適用于平面和非平面結(jié)構(gòu),開(kāi)且可以用印刷電路技術(shù)制造。
3.天線按照用途分類(lèi)
按天線的用途分類(lèi),天線可以分為廣播天線、通信天線、雷達(dá)天線、導(dǎo)航天線和RFID天線等。
3、天線的研究方法和設(shè)計(jì)方法
天線的結(jié)構(gòu)一般都比較復(fù)雜。對(duì)天線的研究可以采用疊加原理,開(kāi)可以通過(guò)解析法和數(shù)值法進(jìn)行分析。天線的設(shè)計(jì)一般利用仿真軟件完成。
1.疊加原理
(1)線天線
對(duì)于線天線,首先求出元電流(或稱(chēng)為電基本振子)的輻射場(chǎng),然后找出線天線上的電流分布,線天線的輻射是元電流輻射的線積分。
(2)面天線
對(duì)于面天線,將輻射問(wèn)題分為內(nèi)問(wèn)題和外問(wèn)題。由已知激勵(lì)源求天線封閉面上的場(chǎng)為內(nèi)問(wèn)題,由天線封閉面上的場(chǎng)求外部空間輻射場(chǎng)為外問(wèn)題。在求天線的外問(wèn)題時(shí),輻射場(chǎng)也要用到疊加原理。
2.研究天線的方法
(1)解析解
天線的輻射性能是宏觀電磁場(chǎng)問(wèn)題,嚴(yán)格的分析方法是找出解析解,解析解是滿足邊界條件的麥兊斯韋方程解。
(2)數(shù)值解
在實(shí)際天線的計(jì)算中,嚴(yán)格的解析求解會(huì)出現(xiàn)數(shù)學(xué)上的困難,有時(shí)甚至無(wú)法求出解析解,所以天線實(shí)際上都是采用數(shù)值近似解法。
3.設(shè)計(jì)天線的方法
天線的設(shè)計(jì)一般都采用仿真軟件。
    現(xiàn)在國(guó)際上比較流行的電磁三維仿真軟件有Ansoft公司的HFSS(High Frequency Structure Simulator)和CST公司的MWS(Microwave Studio)等。這些軟件可以設(shè)計(jì)天線的三維結(jié)構(gòu),可以求解任意三維射頻、微波器件的電磁場(chǎng)分布,開(kāi)可以直接得到輻射場(chǎng)和天線方向圖,仿真結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果具備很好的一致性,是高效、可靠的天線設(shè)計(jì)方法。

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