一種UHF頻段RFID閱讀器天線的小型化設(shè)計
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折中貼片的尺寸和所需要的帶寬、輻射效率等因素，選擇合適的板材，適當(dāng)提高介質(zhì)的介電常數(shù)以削減貼片導(dǎo)體尺寸，采用FR4基板，相對介電常數(shù)4．5，損耗角正切值為0．002 6，板厚5 mm，銅膜厚度為0．05 mm。天線結(jié)構(gòu)如圖3所示，輻射貼片長度L大約是介質(zhì)波長的1／4，即L≈λ／4，λ為介質(zhì)波長，經(jīng)過HFSS(High Frequencv Structure simulator)的仿真分析，使諧振點達到915 MHz，選擇貼片長度L=46．1 mm，輻射貼片寬度W＝36．6 mm,基板的尺寸如圖3所示?？梢钥吹皆谶@個貼片天線的上方設(shè)置一條金屬壁，達到一條輻射邊在一個貼片天線與接地面的短路平面上中斷，減小了金屬貼片的尺寸。采用同軸饋電，同軸饋電的饋電點位于天線靠近金屬壁一側(cè)，適當(dāng)?shù)剡x擇饋電點的位置，饋電點的尺寸如圖3所示，使天線的輸入阻抗達到50 Ω。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/157738.htm
2 天線測試及結(jié)果分析
在軟件HFSS中對天線進行仿真與優(yōu)化，得到圖4～圖6所示的輻射方向圖、史密斯阻抗圓圖和回波損耗。
從史密斯阻抗圓圖可以看出天線的輸入阻抗與50 Ω的同軸實現(xiàn)匹配。天線的輻射方向圖數(shù)據(jù)(如圖)顯示該天線在垂直方向上達到了很好的輻射。
天線阻抗帶寬測試，測試采用Agilent E5071B網(wǎng)絡(luò)分析儀，回波損耗S11實測值如圖6點畫線所示。結(jié)果表明仿真與實測值基本吻合。天線參數(shù)達到預(yù)期效果，證明了天線設(shè)計的正確性。
3 結(jié)論
最終研制出性能優(yōu)良的小型化微帶貼片天線。實驗結(jié)果表明，采用了1／4波長微帶貼片顯著地縮小了天線面積，面積由150 mm×120 mm縮減至75 mm×50 mm；經(jīng)過精心的設(shè)計與優(yōu)化，實現(xiàn)了前向輻射；天線的阻抗帶寬包含了RFID工人頻段(902 MHz～928 MHz)，實際測試結(jié)果與設(shè)計結(jié)果基本吻合，符合實際RFID閱讀器天線要求。該天線尺寸小，結(jié)構(gòu)簡單，性能良好，可以廣泛應(yīng)用于手持UHF頻段RFID閱讀器的開發(fā)。
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