金屬表面超高頻RFID印刷標簽天線設計
3.3 介質(zhì)厚度對天線帶寬的影響
標簽天線的帶寬也是衡量天線性能的一個重要指標,頻帶越寬,天線的效率越高。通過調(diào)整介質(zhì)層的高度h可以有效地改善天線的帶寬,當介質(zhì)層的高度增加時,會使天線的帶寬變寬,天線的效率提高,但增加天線的高度會使天線的體積增加,也破壞了天線的低剖面特性,綜合以上結論在設計中取h=5 mm。通過仿真分析,在介質(zhì)高度為h=5 mm時,天線的反射系數(shù)在-10 dB以下的帶寬為30 MHz(910~940 MHz),該天線具有良好的頻帶特性。
3.4 介質(zhì)材料對天線的影響
設計中分析了兩種常用介質(zhì)對天線增益的影響,如圖5所示為電子標簽貼在FR-4(εr=4.4,h=5 mm)上的方向圖,金屬反射面的大小為400 mm×400 mm,此時天線的增益為2.27 dBi。在垂直天線輻射面的方向,增益最大,圖6為標簽貼在泡沫介質(zhì)(εr=1.1,h=5 mm)上的方向圖,天線的最大增益為3.92 dBi,但天線的最大增益方向為偏離垂直天線輻射面45°的方向。本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/156369.htm
4 實物測試
為驗證以上設計,本文做了實物模型,并進行了相關的性能測試。如圖7所示,使用銅皮紙所蝕刻的平面天線,粘貼于泡沫介質(zhì)上。標簽芯片使用NXP半導體公司的SL3ICS1202G2XL芯片,該芯片的阻抗為24-j195 Ω,測試將標簽貼于25 cm×25 cm的金屬平板中央,如圖8所示,使用MR6021型號閱讀器1 W的發(fā)射功率及6 dBi圓極化天線對標簽進行了識讀。實測識別距離大于4 m。
5 結語
金屬物體對超高頻電子標簽的干擾一直是RFID領域的一個難題,本文結合PIFA天線的基本理論以及現(xiàn)有的標簽技術,設計了一款UHF抗金屬標簽天線,天線采用的印刷結構使得生產(chǎn)工藝簡化,生產(chǎn)成本低廉。通過對天線大量的仿真和實測,論證了該天線具有高增益、遠距離等特點,是一款能夠真正應用于金屬表面的標簽天線。
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