遠距離RFID讀寫天線的研究

天線設(shè)計完成后，使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測量天線品質(zhì)因數(shù)及帶寬。若帶寬不符合要求，可加并聯(lián)電阻調(diào)整。
設(shè)天線的諧振電阻為Rpor，理想品質(zhì)因數(shù)為Qreqtuired，則：

假設(shè)利用頻譜分析儀實測的天線品質(zhì)因數(shù)為Qreqtuired，則相應(yīng)天線的阻抗為：

最終天線需要并聯(lián)電阻R：

該設(shè)計按以上步驟設(shè)計天線品質(zhì)因數(shù)，其Qrequired=30。
2．2．4 天線尺寸
一般情況下．讀寫器識別距離與讀寫器的天線裝置及磁場強度有關(guān)，天線越大，輸出功率越大，讀寫距離就越遠。但隨著天線尺寸增大，也出現(xiàn)了其他問題：信噪比下降；為符合國內(nèi)外的電磁兼容標準要求，可能需要實施電磁屏蔽措施；讀寫器天線的磁場回旋盲區(qū)將會擴張，在磁場盲區(qū)電子標簽無法作出響應(yīng)：電子標簽的天線與讀寫器的天線之間匹配問題更難解決。如果電感太大，甚至可能無法解決。天線的最大幾何尺寸同工作波長之間有一個界限，一般定義為：

式中，L是天線的最大尺寸，λ是工作波長。
對于13．6 MHz的射頻識別系統(tǒng)來說，天線的最大尺寸應(yīng)選用50 cm左右。采用尺寸大小為50 cm×50 cm的單一天線讀寫器，當(dāng)輻射功率達0．8 W時，可實現(xiàn)50 cm的有效讀寫距離。若采用雙天線，則可實現(xiàn)超過1 m的有效讀寫距離。
2．2．5 匹配網(wǎng)絡(luò)
本文研究的RFID讀寫器頻率為13．56 MHz，為有效抑制功率反射、寄生輻射等高頻效應(yīng)，通常是將讀寫器天線通過同軸電纜連接到讀寫器的高頻模塊，同軸電纜阻抗為50 Ω。因此，天線的阻抗匹配就是通過一定的無源匹配電路來改變讀寫器天線的輸入阻抗，使其與同軸電纜的阻抗保持一致，這樣就可使能量通過同軸電纜幾乎無損失的從讀寫器傳送出去。圖4為采用50 Ω技術(shù)的電感耦合式射頻識別系統(tǒng)電路。

3 結(jié)論
RFID讀寫器要實現(xiàn)遠距離讀寫功能關(guān)鍵在于天線的設(shè)計，通過研究RFID天線工作原理及其性能參數(shù)，提出一種有效的天線設(shè)計優(yōu)化方案，從而使讀寫器具有更遠的讀寫距離和更高的能量利用率。經(jīng)實驗證明：RFID讀寫器配上優(yōu)化后的遠距離射頻天線可使讀寫距離達到30 cm。