RFID系统次要由读写器(target)、应对器(RFID标签)和后台计较机构成,此中,读写器实现对标签的数据读写和存储,由节制单位、高频通信模块和天线构成,标签次要由一块集成电芯片及外接天线构成,此中电芯片凡是包含射频前端、逻辑节制、存储器等电。标签按照供电道理可分为有源(acTIve)标签、半有源(semiacTIve)标签和无源(passive)标签,无源标签由于成本低、体积小而备受青睐。

  弯折裂缝天线,平片大小为LxW,裂缝弯折宽度和高度别离为s和h,裂缝离馈电点核心距离为,下面会商这些参数的变化对裂缝天线的谐振特征、反射系数、天线效率等影响。

  保守半波偶极子天线的最大问题正在于对标签尺寸的影响,如915MHz的半波偶极子。研究表白,端接的、倾斜的、折叠的偶极子天线能够通过选择合适的几何参数来获得所需的输入,具有增益高、频次笼盖宽和噪声低的长处,机能很是超卓,且取保守半波偶极子天线比拟尺寸要小良多,若共同铜焊电气端子和不均衡变压器,还能最大限度地提拔增益、婚配和带宽。已知添加天线的弯折次数有益于正在不降低天线效率的环境下减小天线尺寸,那么,若何正在无限的空问下进行“弯折”,“弯折”的具体参数对标签天线的谐振频次和输入有何影响?如何“弯折”的RF效率最高?我们晓得。具有分形布局的物体一般都有比例自类似性和空间填充性的特点,使用到天线设想上能够实现天线多频段特征和尺寸缩减特征。国表里对具有分形布局的天线做了大量研究工做,了分形布局的天线具有优良的尺寸缩减特征,能够正在无限的空间内大幅度提高天线效率网。

  微带贴片天线是由贴正在带有金属底板的介质基片上的辐射贴片导体所形成,按照天线辐射特征,能够设想贴片导体为各类外形。遍及使用于频次高于100MHz的低轮廓布局,凡是由一矩形或方形的金属贴片置于接地平面上的一片薄层电介质(称为基片)概况所构成,其贴片可采用光刻工艺制制,使之成本低,易于大量出产。如前所述,弯折型天线有益于减小标签天线的物理尺寸,满脚标签小型化的设想要求。对于裂缝天线来说,同样能够操纵弯折的概念。现实上,弯折裂缝天线合用于高频微波段的RFID标签,能无效减小天线尺寸,机能优。具有广漠的市场前景。研究方式和弯折偶极子天线雷同,用矩量法研究裂缝弯折的次数、高度、、宽度和裂缝天线平片大小对矩形天线谐振特征的影响。

  此中,片线手艺是近期研究的热点问题。RFID手艺使用范畴的不竭扩展,使RFID标签对小型化、轻量化、多功能、低功耗和低成本方面的要求也不竭提高,然而目前的RFID标签仍然利用片外天线,其长处是天线Q(质量要素)值较高、易于制制、成本适中。错误谬误是体积较大、易折断,不克不及胜任防伪或以生物标签形式植入动物体内等使命。若能将天线集成正在标签芯片上,无需任何外部器件即可进行工做,将会使整个标签体积更小、利用更便利,这就激发了片线手艺的研究。把天线集成到片上,不只简化了原有的标签制做流程,降低了成本,还提高了靠得住性。片线做为能量领受器和信号传感器决定了整个系统的机能,它的根基起点是操纵法拉第电磁道理。把变化的能量为片上的电源电压,做为整个芯片的工做电源,同时操纵电变化惹起的片上电流或电压的变化来辨别领受信号。通过改变因为本身输出导致的变化而把信号传输至领受端。迄今为止,正在尺度CMOS工艺上实现的片线仍然以硅基集成螺旋电感做为次要布局。

  偶极子天线具有辐射能力好、布局简单、效率高的长处,能够设想成合用于全方位通信的RFID系统,被普遍使用于RFID标签天线的设想,特别是正在远距离RFID系统中。

  对半波振子的分歧和维度利用Hilbert分形变换,并用矩量法对Hilbert标签天线进行仿实,能获得标签天线的谐振频次和输入随分形维数和阶数分歧的仿实成果,阐发成果中的天线增益和效率,判断哪种维度和阶数的标签天线最合适现实标签天线的设想要求,进一步制做实体天线,并测试RF识别距离,这是常用的研究方式。

  标签天线大类:线圈型、偶极子、裂缝(包罗微带贴片)型。线圈型天线是将金属线盘绕成平面或将金属线环绕纠缠正在磁心上;偶极子天线由两段同样粗细和等长的曲导线排成一条曲线形成,信号从两头的两个端点馈人,天线的长度决定频次范畴;裂缝型天线是由金属概况切出的凹槽形成,此中微带贴片天线由一块结尾带有长方形的电板形成,长方形的长宽决定频次范畴。

  射频识别是一种利用射频手艺的非接触从动识别手艺,具有传输速度快、防抵触触犯、多量量读取、活动过程读取等劣势,因而,手艺正在物流取供应链办理、出产办理取节制、防伪取平安节制、交通办理取节制等各范畴具有严沉的使用潜力。目前,射频识别手艺的工做频段包罗低频、高频、超高频及微波段,此中以高频和超高频的使用最为普遍。

  除了RFID标签内部的设想,例如RFID智能平台(smarttable)天线等范畴的研究也日渐遭到注沉。

  RFID系统的根基工做道理是:标签进入读写器发射射频场后,将天线获得的电流经升压电后做为芯片的电源,同时将带消息的电畅通过射频前端电变为数字信号送入逻辑节制电进行处置,需要答复的消息则从标签存储器发出,经逻辑节制电送回射频前端电,最初通过天线RFID系统中的天线

  从RFID手艺道理上看,RFID标签机能的环节正在于RFID标签天线的特点和机能。正在标签取读写器数据通信过程中起环节感化是天线,一方面,标签的芯片启动电起头工做,需要通过天线正在读写器发生的电中获得脚够的能量;另一方面,天线决定了标签取读写器之间的通信信道和通信体例。因而,天线特别是标签内部天线的研究就成为了沉点。

  按RFID标签芯片的供电体例来分,RFID标签天线能够分为有源天线和无源天线两类。有源天线的机能要求较无源天线要低一些,可是其机能受电池寿命的影响很大:无源天线可以或许降服有源天线受电池的不脚,可是对天线的机能要求很高。目前,RFID天线的研究沉点是无源天线。从RFID系统工做频段来分,正在LF、HF段f如6.78MHz、13.56MHz)I做的RFID系统,电磁能量的传送是正在场区域(似稳场)中完成,也称为耦合系统;正在UHF段(如915MHz、2400Mttz)Z做的系统,电磁能量的传送是正在远场区域(辐射场)中完成,也称为微波辐射系统。因为两种系统的能量发生和传送体例分歧,对应的RFID标签天线及前端部门存正在各自特殊性,因而标签天线分为近场线圈天线和远场辐射天线。耦合系统利用的是近场线圈天线,由多匝电感线圈构成,电感线圈和取其相并联的电容形成并联谐振回以耦合最大的射频能量;微波辐射系统利用的远场辐射天线的品种次要是偶极子天线和裂缝天线,远场辐射天线凡是是谐振式的,一般取半波长。天线的外形和尺寸决定它能捕获的频次范畴等机能,频次越高,天线越活络,占用的面积也越少。较高的工做频次能够有较小的标签尺寸,取近场天线比拟,远场辐射天线的辐射效率较高。

  当标签线圈天线进入读写器发生的交变中,标签天线取读写器天线之间的彼此感化就雷同于变压器。两者的线圈相当于变压器的初级线圈和次级线圈。

  正在RFID标签天线的设想中,除了一曲很受注沉的减小物理尺寸问题,进一步改善小型化后的天线带宽和增益特征以扩展其现实使用范畴,阐发小型化天线的交叉极化特征以明白其极化纯度也是主要的研究标的目的,别的,笼盖各类频次的复合天线设想,多标签天线优化分布手艺,读写器智能波束扫描天线阵手艺,设想仿实软件和平台,标签天线和附着介质婚配手艺,分歧性抗干扰性和平安靠得住性手艺等都是值得继续研究的内容。

  标签和读写器双向通用的载波频次就是当要求标签天线线圈外形很小,即面积小,且需必然的工做距离,RFID标签取读写器问的天线线圈互感量(就较着不克不及满脚现实需求,能够正在标签天线线圈内部插入具有高导磁率的铁氧体材料,以增大互感量,从而弥补线圈横截面小的问题”。目火线圈型天线的实现手艺已很成熟,普遍地使用正在身份识别、货色标签等RFID系统中,可是对于频次高、消息量大、工做距离和标的目的不确定的RFID使用场所,采用线圈型天线难以实现响应的机能目标。

  基于弯折的各参数对裂缝天线机能的影响,可按照现实需要设想UHF射频识别标签用的裂缝天线,制做具体的实物天线。能够估计,弯折裂缝天线将是UHF标签天线设想范畴比力看好的成长标的目的。

  RFID标签天线的设想要求次要包罗:天线的物理尺寸脚够小,能满脚标签小型化的需求;具有全向或半球笼盖的标的目的性;具有高增益,能供给最大的信号给标签的芯片;婚配好,无论标签正在什么标的目的,标签天线的极化都能取读写器的信号相婚配;具有顽健性及低成本。正在选择天线时次要考虑:天线的类型,天线的,使用到物品上的RF机能,当有其他物品环绕标签物品时的RF机能。

  裂缝天线具有低轮廓、分量轻、加工简单、易于取物体共形、批量出产、电机能多样化、宽带取有源器件和电集成为同一的组件等特点,适合大规模出产,能简化零件的制做取调试,从而大大降低成本。

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