在低頻和高頻頻段, 讀寫(xiě)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(xiě)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(xiě)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(xiě)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(xiě)器, 處于讀寫(xiě)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?chē)艌?chǎng)的存在方式, 與電流的分布有關(guān), 不同的電流分布, 在周?chē)鷷?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?chē)a(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)?！岸虉A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?chē)a(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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(shuō)。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)。