RFID系統(tǒng)天線設(shè)計
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2 實際調(diào)試
RFID天線的設(shè)計需要考慮很多因素，上述幾個是實際的調(diào)試過程中的重要物理參量。明確了上述物理參量之后，在給定期望距離以及工作頻率等RFID系統(tǒng)要求之后，在條件有限的情況下，就可以根據(jù)需要進行簡單的RFID天線設(shè)計了。下面給出一個應(yīng)用于軌道交通的RFID天線設(shè)計的實際例子。此處設(shè)計一個期望最大作用距離為1 cm，工作頻率在125 kHz的繞線天線，系統(tǒng)要求閱讀器天線線圈的半徑盡量小，不超過1 cm。具體步驟如下：
首先確定天線的最佳半徑，不宜太大也不宜太小，理想的最佳天線半徑應(yīng)當(dāng)為期望作用距離的2倍，在實際設(shè)計的時候，應(yīng)當(dāng)根據(jù)設(shè)計需求在設(shè)計中進行折衷的考慮，在保證系統(tǒng)要求的前提下，盡可能地接近最佳值。本例中閱讀器天線的最佳半徑應(yīng)當(dāng)為1．4 cm，但是考慮到系統(tǒng)對于天線半徑尺寸的要求不超過1 cm，所以實際中取半徑為0．8 cm。在允許的條件下，為使效果更好，可以加入一個帶有適量鐵氧體的天線骨架、天線以及閱讀器板子，如圖3所示。 本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/157715.htm
其次，再根據(jù)工作頻率以及系統(tǒng)本身的要求確定電感量的大致范圍，本系統(tǒng)中取電感量在600～800μH。再者，用電感量與匝數(shù)關(guān)系的經(jīng)驗公式大致估計繞線的匝數(shù)。本例中，取電感量在700μH，用直徑為0．27 mm的銅導(dǎo)線進行繞制天線。由公式
計算出匝數(shù)大概在266圈左右，繞完后，根據(jù)湯姆遜公式
選取所用的調(diào)諧電容。用相關(guān)的儀器(如頻譜儀和矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀)測量出諧振頻率，這個時候，由于電感量只是估算的，而且選用的匹配電容也是具有一定標(biāo)稱值的，并不能做到與計算一致，所以總是會存在誤差。
由于調(diào)諧的電容是已知的，而且有固定的標(biāo)稱值，可以根據(jù)湯姆遜公式由這個時候測得的頻率反推出在恰好達到此頻率的時候所需要的電感的大小，即繞線線圈電感。看頻率的偏移情況，按電感量估算公式逐步增加或者減少線圈匝數(shù)，直到達到指定的諧振頻率125 kHz。用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀以及頻譜儀測諧振頻率的實際圖片如圖4，圖5所示。
3 結(jié) 語
根據(jù)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀以及頻譜分析儀的顯示，本RFID天線已經(jīng)成功諧振在125 kHz。接下來便可根據(jù)所提到的公式，計算出調(diào)Q值所用的電阻的大小，然后根據(jù)系統(tǒng)的要求進行進一步的聯(lián)調(diào)測試了。實際工程中，RFID讀寫器及標(biāo)簽有各種電路結(jié)構(gòu)，但是歸根到底都是等效成R-L-C諧振電路的，比如說PHILIPS的MIFARE系列讀寫器的天線設(shè)計，所以本文對于各種RFID系統(tǒng)的天線設(shè)計具有普遍的指導(dǎo)意義。
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