RFID電子標簽天線(xiàn)的設計也面臨著(zhù)許多其他問(wèn)題,如相應的小尺寸要求、低成本要求、標簽物體的形狀和物理特性要求、RFID電子標簽到標簽物體的距離要求、標簽物體的介電常數要求、金屬表面的反射要求、局部結構對輻射模式的影響要求等,這些都會(huì )影響RFID電子標簽天線(xiàn)的特性,這是RFID電子標簽設計面臨的問(wèn)題。
對于近距離IC腕帶芯片系統(如13.56mHz小于10cm的識別系統),天線(xiàn)一般與讀寫(xiě)器集成;對于遠距離IC腕帶芯片系統(如UHF頻段大于3m的識別系統),天線(xiàn)和讀寫(xiě)器通常采用分離結構,讀寫(xiě)器和天線(xiàn)通過(guò)阻抗匹配的同軸電纜連接在一起。由于結構、安裝和使用環(huán)境的變化,讀寫(xiě)器產(chǎn)品向小型化甚至超小型化發(fā)展,讀寫(xiě)器天線(xiàn)的設計面臨著(zhù)新的挑戰。
讀寫(xiě)器天線(xiàn)設計需要低剖面、小型化和多頻段覆蓋。對于分離式讀寫(xiě)器,還將涉及天線(xiàn)陣的設計、小型化帶來(lái)的低效率、低增益等,這些都是國內外共同關(guān)注的研究課題。目前,已開(kāi)始研究讀寫(xiě)器應用的智能波束掃描天線(xiàn)陣列。讀寫(xiě)器可以通過(guò)智能天線(xiàn)感知天線(xiàn)覆蓋區域的RFID電子標簽,增加系統覆蓋范圍,使讀寫(xiě)器能夠確定目標的方向、速度和方向信息,并具有空間感應能力。
IC腕帶芯片天線(xiàn)的性能在很大程度上取決于芯片的復數阻抗。復數阻抗隨頻率而變化。因此,天線(xiàn)的大小和工作頻率限制了***的增益和帶寬。為了獲得***的標簽性能,需要在設計中妥協(xié),以滿(mǎn)足設計要求。在天線(xiàn)設計步驟中,必須嚴格監控RFID電子標簽的讀取范圍。當標簽構成變化或不同材料、不同頻率的天線(xiàn)進(jìn)行性能優(yōu)化時(shí),通常采用可調天線(xiàn)設計,以滿(mǎn)足設計允許的偏差。
設計IC腕帶芯片天線(xiàn)時(shí),首先選擇應用類(lèi)型,確定RFID電子標簽天線(xiàn)的需求參數;然后根據RFID電子標簽天線(xiàn)的參數確定天線(xiàn)的材料,確定RFID電子標簽天線(xiàn)的結構和包裝后的阻抗;***,包裝后的阻抗與天線(xiàn)匹配,綜合模擬天線(xiàn)的其他參數,使天線(xiàn)滿(mǎn)足技術(shù)指標,并使用網(wǎng)絡(luò )分析儀檢測指標。
由于使用環(huán)境復雜,IC腕帶芯片天線(xiàn)的分析方法也非常復雜,天線(xiàn)通常采用電磁模型和模擬工具進(jìn)行分析。典型的天線(xiàn)電磁模型分析方法是有限元法FEM、FDTD等。矩量法MOM和時(shí)域有限差分法。模擬工具對天線(xiàn)設計非常重要,是一種快速有效的天線(xiàn)設計工具,目前在天線(xiàn)技術(shù)中的應用越來(lái)越多。典型的天線(xiàn)設計方法是模擬天線(xiàn),然后模擬模型,監測天線(xiàn)范圍、天線(xiàn)增益和天線(xiàn)阻抗,并采用優(yōu)化方法進(jìn)一步調整設計,***加工和測量天線(xiàn),直到滿(mǎn)足要求。