如何才能使用感應(yīng)耦合實現(xiàn)UHF寬頻帶電子標簽的設(shè)計

　　射頻識別（RFID）技術(shù)是利用射頻信號對帖有電子標簽的物品進行自動識別并交換數(shù)據(jù)的無線通信技術(shù)。RFID系統(tǒng)主要由閱讀器和電子標簽組成。電子標簽按照供電方式的不同分為有源電子標簽和無源電子標簽。閱讀器能夠接收到的電子標簽反射信息的距離是RFID系統(tǒng)最重要的技術(shù)指標之一。閱讀距離不僅與標簽天線的方向圖、天線放置的基板材料有關(guān)，而且與電磁波傳輸?shù)沫h(huán)境有關(guān)。一般情況下，無源電子標簽芯片的阻抗的實部較小，而虛部較大，標簽芯片較高的Q值使得很難設(shè)計合適的天線與標簽芯片實現(xiàn)阻抗匹配，尤其是要求在較寬的頻帶范圍之內(nèi)。在產(chǎn)品電子代碼（EPC）應(yīng)用中，近距離工作的RFID頻率統(tǒng)一集中在13.56 MHz，而遠距離工作的RFID頻率定位于UHF頻段。由于各國、各地區(qū)對UHF頻段RFID應(yīng)用的界定存在不同，例如：美國標準為902 MHz～928 MHz，歐洲為865 MHz～868 MHz，日本為950 MHz～956 MHz，中國為840 MHz～845 MHz和920 MHz～925 MHz兩個頻段。因此，設(shè)計UHF RFID全頻段覆蓋的電子標簽以滿足世界各國的要求，使電子標簽具有通用性，是電子標簽（天線）設(shè)計的一個目標。對于無源電子標簽，僅當標簽芯片接收的能量大于它的最小門限功率Pth時才能正常工作。為了提高閱讀距離，就需要實現(xiàn)標簽芯片與標簽天線阻抗間的共軛匹配。但是，標簽天線一般采用變形偶極子天線，其諧振點并不一定是阻抗匹配點。電磁耦合饋電很好地解決了這個問題。采用一個饋電單元，2個均勻分布的輻射單元組成雙輻射邊天線達到很高的增益，但全向性不好。一種UHF全向性天線，盡管帶寬可以達到要求，但是諧振深度不夠（S11《-10 dB）而且具有較大的尺寸。本文采用非均勻分布的彎折支節(jié)為耦合單元，設(shè)計了一款標簽天線，帶寬（S11《-22 dB）為180 MHz，不僅覆蓋了UHF全頻帶，而且具有較好的諧振深度和較小的標簽天線尺寸。在此基礎(chǔ)上，進一步研究了感應(yīng)單元與饋電單元的距離，以及饋電單元的形狀為矩形、三角形、梯形時標簽天線的性能。

　　1、耦合原理分析

　　這種天線模型可以等效為如圖1所示的天線模型。當寄生單元無限長時，圖1模型可以等效為圖2所示的等效電路模型。