RFID系統(tǒng)天線設計

從公式的零點中計算是拐點以及函數的最大值。

發(fā)射天線的最佳半徑對應于最大期望閱讀器的2孺值。第二個零點的負號表示導電路的磁場強度在x軸的兩個方向傳播。這里需要指出的是，使用此式的前提條件，是近場耦合有效。下面簡介近場耦合的概念。
1．3 近場耦合
真正使用前面所提到的公式時，有效的邊界條件為：
d《R以及xλ／2π，原因是當超出上述范圍時，近場耦合便失去作用了，開始過渡到遠距離的電磁場。一個導體回路上的初始磁場是從天線上開始的。在磁場的傳輸過程中，由于感應的增加也形成電場。這樣，最原始的純磁場就連續(xù)不斷地轉換成了電磁場。當距離大于λ／2π的時候，電磁場最終擺脫天線，并作為電磁波進入空間。在作為電磁波進入空間之前的這個范圍，就叫做天線的近場，本文所涉及的RFID天線設計，是基于近場耦合的概念。所以距離應當限定在上述的范圍之內。
1．4 調諧
RFID系統(tǒng)讀寫器可以等效為一個R-L-C串聯(lián)電路，其中R為繞線線圈的電阻，L為天線自身的電感。一般調諧過程當中，由于天線線圈本身的電容對于諧振的影響很小，可以忽略不計，故為了使閱讀器在工作頻率下天線線圈獲得最大的電流，需要外加一個電容C，完成對天線的調諧，達到這一目的。而調諧電容，天線的電感以及工作頻率之間的關系，可以通過以下湯姆遜公式求得，即：

1．5 電感的估算
電感量值的物理意義是：在電流包圍的總面積中產生的磁通量與導體回路包圍的電流強度之比。實際RFID天線調試的時候，讀寫器天線電感量值可以通過阻抗分析儀測出，在條件有限的情況下，也常采用估算公式進行估算。假定導體的直徑d與導體回路直徑D之比很小(d／D0．001)，則導體回路的電感可簡單地近似為：

式中：N為繞線天線的匝數；R為天線線圈的半徑；d為導體的內徑；μ0為自由空間磁導率。
線圈匝數還有以下的近似公式進行估算，在實際應用中，兩個公式可以進行對照使用：

式中：L為線圈電感，單位為nH；A為天線線圈包圍面積，單位為cm2；D為導線直徑，單位為cm。
1．6 天線的品質因數
天線的性能還與它的品質因數有關。Q既影響能量的傳輸效率，也影響頻率的選擇性。過高的Q值雖然能使天線的輸出能量增大，但是同時，讀寫器的通帶特性也會受到影響。所以在實際調節(jié)Q值的時候，要進行折中的考慮。調節(jié)Q值，是通過在R-L-C等效電路上面串接一個電阻R1實現的，具體的公式如下：
Q=ωL／(R+R1) (8)