常見電子標(biāo)簽天線
電子標(biāo)簽天線主要有線圈型、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)簽天線一般采用工藝簡單、成本低的線圈型天線，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，它們工作在高頻和微波頻段。
（1）線圈型天線。當(dāng)RFID的線圈天線進(jìn)入讀寫器產(chǎn)生的交變磁場時(shí)，電子標(biāo)簽天線與讀寫器天線之間產(chǎn)生相互作用，類似于變壓器，而兩者的線圈相當(dāng)于變壓器的初級(jí)線圈和次級(jí)線圈。由電子標(biāo)簽線圈天線形成的諧振回路包括RFID天線的線圈電感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)簽天線線圈的外形很小，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。一般的線圈如果外形面積小，電子標(biāo)簽與讀寫器間的天線線圈互感量則難以滿足實(shí)際使用。通常在電子標(biāo)簽的天線線圈內(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)償線圈橫截面積減小的問題。
（2）微帶貼片型天線。微帶貼片型天線結(jié)構(gòu)如圖5-7所示。根據(jù)天線的輻射特性需要，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，假設(shè)輻射電場沿導(dǎo)體的橫向與縱向兩個(gè)方向均沒有變化，僅沿約半個(gè)波長的導(dǎo)體長度方向有變化，因此，微帶貼片型天線非常適用于通信方向變化不大的RFID應(yīng)用系統(tǒng)。
微帶貼片型天線質(zhì)量輕、體積小、剖面薄，而且饋線和匹配網(wǎng)絡(luò)可以和天線同時(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)而成為印刷天線類的主角。
（3）偶極子型天線。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（又稱為對(duì)稱振子天線）。偶極子型天線及其演化形式如圖5-8所示，其中偶極子型天線由兩段同樣粗細(xì)和等長的直導(dǎo)線排成一條直線構(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周圍空間激發(fā)起電磁場。當(dāng)單個(gè)振子臂的長度l=λ/4時(shí)（半波振子），輸入阻抗的電抗分量為零，天線輸入阻抗可視為一個(gè)純電阻。在忽略天線粗細(xì)的橫向影響下，簡單的偶極子天線設(shè)計(jì)可以取振子的長度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，其長度約為6 cm；當(dāng)要求偶極子型天線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
根據(jù)射頻識(shí)別系統(tǒng)工作頻率的不同，電子標(biāo)簽的天線也有所不同。
低頻電子標(biāo)簽的天線基本是線圈型的，線圈一般為銅線，纏繞在高磁導(dǎo)率的鐵磁棒上，線圈的匝數(shù)越多，橫截面積越大，天線的性能就越好。
高頻電子標(biāo)簽的天線一般也是線圈型的，工作原理與低頻電子標(biāo)簽的天線基本一樣。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)簽所需的天線圈數(shù)較少，因此高頻電子標(biāo)簽的天線制作比低頻電子標(biāo)簽容易，價(jià)格也低。
當(dāng)工作頻率增加到微波頻段時(shí)，天線與標(biāo)簽芯片之間的阻抗匹配問題變得更具挑戰(zhàn)性。一直以來，電子標(biāo)簽天線的開發(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)，因此天線的設(shè)計(jì)難以達(dá)到最佳。微波電子標(biāo)簽天線的設(shè)計(jì)通常需要通過選擇不同的結(jié)構(gòu)參數(shù)，以解決天線和標(biāo)簽阻抗匹配的問題。
