RFID天線的設計要點和常見步驟

電子標籤天線的設計目標是將最大的能量傳入和傳出標籤晶片，這需要仔細設計天線與自由空間的匹配，以及天線與標籤晶片的匹配。 當工作頻率增加到微波頻段時，天線與電子標籤晶片之間的匹配問題變得更加嚴重。 長期以來，電子標籤天線的發展都是基於50或75的輸入阻抗。在RFID應用中，晶片的輸入阻抗可能是任意值，在工作狀態下很難準確測試。 。 缺乏準確的參數使得天線的設計變得困難。 達到最好的水平。

RFID天線的設計要點和常見步驟

電子標籤天線的設計也面臨著其他許多困難，例如相應的小尺寸要求、低成本要求、被標記物體的形狀和物理特性、電子標籤與被標記物體之間的距離、被標記物體的介電常數等等。標籤物體、金屬表面的反射需求、局部結構對輻射模式的影響需求等，這些都會影響電子標籤天線的特性，都是電子標籤設計面臨的問題。

RFID讀寫器天線的設計

對於短距離RFID系統（如10cm以內13.56MHz的識別系統），天線一般與讀寫器整合； 對於長距離RFID系統（如UHF頻段大於3m的辨識系統），天線和閱讀器往往是分開的。 結構，讀寫器和天線透過阻抗匹配的同軸電纜連接在一起。 由於讀寫器結構、安裝和使用環境的多樣化，以及讀寫器產品向小型化甚至超小型化發展，讀寫器天線的設計面臨新的挑戰。

讀寫器天線設計要求薄型、小型化和多頻段覆蓋。 對於分離式閱讀器，也會涉及天線陣列的設計、小型化帶來的低效率和低增益等問題，這些都是目前國內外共同關注的研究主題。 目前我們已經開始研究閱讀器應用的智慧波束掃描天線陣列。 讀寫器可以利用智慧天線，使系統依照一定的處理順序感知天線覆蓋區域內的電子標籤，增加系統的覆蓋範圍，並實現讀寫器的讀寫。 確定目標的方位角、速度和方向訊息，具有空間感知能力。

RFID天線的設計步驟

RFID電子標籤天線的性能很大程度取決於晶片的複阻抗。 複阻抗隨頻率變化，因此天線尺寸和工作頻率限制了可實現的最大增益和頻寬。 為了獲得最佳的標籤性能，需要在設計時做出妥協，以滿足設計要求。 在天線設計步驟中，必須密切監控電子標籤的讀取範圍。 當標籤成分改變或對不同材料、不同頻率的天線性能進行最佳化時，通常會採用可調天線設計來滿足設計允許的偏差。

設計RFID天線時，先選擇應用類型，確定電子標籤天線所需參數； 然後根據電子標籤天線的參數確定天線所使用的材料，並確定電子標籤天線的結構以及封裝後的阻抗； 最後採用最佳化方法將封裝阻抗與天線進行匹配，並對天線的其他參數進行綜合仿真，使天線滿足技術指標，並使用網路分析儀偵測各項指標。

由於天線眾多，環境複雜，RFID天線的分析方法也非常複雜。 通常透過電磁模型和模擬工具來分析天線。 天線的典型電磁模型分析方法有有限元素法FEM、矩量法MOM和有限差分時域法FDTD等。模擬工具對於天線的設計非常重要。 它是一種快速有效的天線設計工具，目前在天線技術中應用越來越多。 典型的天線設計方法是先對天線進行建模，然後再對模型進行模擬、監控模擬中確定天線範圍、天線增益、天線阻抗，並採用最佳化方法進一步調整設計，最後對天線進行加工和測量，直到滿足要求。