本文提出了一种可以带在手腕上的RFID标签天线,首先对所提出天线的平面结构进行研究,然后对将天线戴在手腕上时的情况进行了仿真分析,并制作了天线实物进行了测量。
2 天线结构
本文所设计的天线是对应一种工作在915MHz的RFID标签芯片而设计的,该种芯片的输入阻抗为42-j157Ω。通过调节参数,本文提出的天线很容易与具有其他输入阻抗值得芯片相匹配。天线的平面结构如图1所示。
图1 RFID标签天线平面结构
该天线主要由三部分组成,地板,主辐射贴片以及耦合馈电贴片。其中主辐射贴片为两个对称的贴片,两个贴片之间间隔为1mm,贴片的外端由短路片与地板相连。主辐射贴片与地之间采用泡沫层支撑。主辐射贴片上有一对对称的耦合馈电贴片,相距1 mm,标签芯片对耦合馈电片对称馈电,耦合贴片与辐射贴片之间通过容性耦合传递能量。主辐射贴片与耦合贴片之间放置FR4介质板,er=4.4。 通过调节主辐射贴片的长度L1可以调整天线的谐振频率,而天线的输入阻抗由参数W1,Lc调节。本文所设计的天线尺寸如表1所示。
表1 RFID标签天线尺寸参数(单位:mm)
LL1LcW1WHH1
14211330203022.5
3 仿真与测量结果
因为当将天线戴在手腕上时,天线的形状会发生较大的变化,所以天线设计时,除了要考虑天线处于平面结构时的特性外,还需要进一步考虑当天线被戴在手腕上时发生形变后的特性。在仿真研究中,用如图2所示的环形结构来模拟当天线戴在手腕上后的情况。天线在不同形状下的回波损耗如图3所示。