一種用于RFID系統(tǒng)的雙頻微帶天線的設(shè)計

2 天線設(shè)計與仿真
根據(jù)以上原理，這里將E形天線與IFA天線相結(jié)合實現(xiàn)了雙頻微帶天線，如圖3所示。根據(jù)文獻[9，10]，有：

式中：W為天線的寬度；c為光速；f為工作頻率；εr為介質(zhì)相對介電常數(shù)。

天線的長度一般參照λg／2取值，λg為介質(zhì)中的波長，有：

式(10)中，有效介電常數(shù)和△L可以根據(jù)以下公式計算：

式中：εe為有效介電常數(shù)；h為介質(zhì)基板厚度。
根據(jù)式(8)～(12)可以估算出天線的尺寸W和L。然后，在基于FDTD的．Ansoft HFSS 10．0上建模，仿真優(yōu)化，得到圖3所示的天線模型。仿真結(jié)果如圖4所示。天線的結(jié)構(gòu)參數(shù)如表1所示。

從圖3可以看到，該微帶天線是由E形天線與共面IFA共同構(gòu)成的，天線印刷在厚度為2 mm，相對介電常數(shù)為4．6的FR4基板上，天線引入了感性短路針來抵消容性。在調(diào)試中發(fā)現(xiàn)天線的性能對以下參數(shù)特別敏感：槽的寬度對第二諧振點影響比較大，其影響主要體現(xiàn)在諧振深度上，而不產(chǎn)生頻偏；短路針的位置對第一諧振點影響比較大，其影響主要體現(xiàn)在諧振深度上，而不產(chǎn)生頻偏；槽之間的距離越近，諧振頻率越大，而對諧振深度的影響卻甚微。
從圖4(a)可以看到，天線諧振在850 MHz，920 MHz。諧振點處VSWR=1．09，帶寬(VSWR2)840～860 MHz和910～930 MHz，完全滿足UHF中國頻段的要求。從圖4(b)～(e)的方向圖可以看到，無論是在850 MHz還是在920 MHz，天線的后瓣均比較小，從而實現(xiàn)了該天線高的前后抑制比。

3 結(jié) 語
在此針對UHF頻段RFID讀寫器天線兼容840～845 MHz和920～925 MHz雙頻段的要求設(shè)計了一款新穎的雙頻微帶天線。仿真和測試結(jié)果表明，這種天線諧振在850 MHz和920 MHz兩個頻點，兩個諧振點處帶寬(VSWR2)滿足覆蓋840～845 MHz和920～925 MHz雙頻段的要求，且具有較低的后瓣。