4.2 偶极子天线

偶极子天线具有辐射能力好、结构简单、效率高的优点,可以设计成适用于全方位通信的RFID系统,被广泛应用于RFID标签天线的设计,尤其是在远距离RFID系统中。

传统半波偶极子天线的最大问题在于对标签尺寸的影响,如915MHz的半波偶极子。研究表明,端接的、倾斜的、折叠的偶极子天线可以通过选择合适的几何参数来获得所需的输入阻抗,具有增益高、频率覆盖宽和噪声低的优点,性能非常出色,且与传统半波偶极子天线相比尺寸要小很多,若配合铜焊电气端子和不平衡变压器,还能最大限度地提升增益、阻抗匹配和带宽。已知增加天线的弯折次数有利于在不降低天线效率的情况下减小天线尺寸,那么,如何在有限的空问下进行“弯折”,“弯折”的具体参数对标签天线的谐振频率和输入阻抗有何影响?怎样“弯折”的RF效率最高?

我们知道。具有分形结构的物体一般都有比例自相似性和空间填充性的特点,应用到天线设计上可以实现天线多频段特性和尺寸缩减特性。国内外对具有分形结构的天线做了大量研究工作,证实了分形结构的天线具有良好的尺寸缩减特性,可以在有限的空间内大幅度提高天线效率网。

对半波振子的不同位置和维度使用Hilbert分形变换,并用矩量法对Hilbert标签天线进行仿真,能得到标签天线的谐振频率和输入阻抗随分形维数和阶数不同的仿真结果,分析结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符合实际标签天线的设计要求,进一步制作实体天线,并测试RF识别距离,这是常用的研究方法。

4.3 缝隙(包括微带贴片)型天线

缝隙天线具有低轮廓、重量轻、加工简单、易于与物体共形、批量生产、电性能多样化、宽带与有源器件和电路集成为统一的组件等特点,适合大规模生产,能简化整机的制作与调试,从而大大降低成本。

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