远距离RFID天线设计概要

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简述rfid天线设计应用技术

简述rfid天线设计应用技术
RFID技术广泛应用于无线智能物联网和智慧城市建设中，其中RFID天线是RFID系统的重要组成部分。

本文将简要介绍RFID天线的设计应用技术。

首先，RFID天线的设计需要考虑天线的频率、增益、方向性、大小和阻抗匹配等因素。

根据不同的应用需求，选择合适的天线类型，如圆极化天线、方向性天线、宽带天线等。

其次，RFID天线的应用需要注意减少多径效应和接收信号的干扰。

在设计天线时应该考虑空间隔离和天线方向，以及合理布局和增加滤波器等措施。

最后，RFID天线的设计应该充分考虑实际应用场景和环境因素。

比如在工业环境中，天线需要经受恶劣的工作条件和振动，因此应该选择耐用性好的材料和加固设计。

总之，RFID天线的设计应用技术需要综合考虑多方面因素，并根据实际情况进行优化和调整，以确保RFID系统的稳定性和可靠性。

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rfid天线设计原理

rfid天线设计原理
RFID（射频识别）天线设计的主要原理涉及射频工程和天线理论。

以下是一些基本原理：
* 共振频率：RFID系统中的天线应该共振于RFID标签工作的频率。

这通常是通过天线的物理尺寸和形状来实现的。

* 天线类型：天线类型包括标签天线和阅读器天线。

常见的天线类型包括螺旋天线、贴片天线、和线圈天线。

选择合适的天线类型取决于应用需求和使用环境。

* 阻抗匹配：天线的阻抗应该与RFID读写器的输出阻抗匹配，以确保最大功率传输。

通常，天线设计需要调整天线的电感和电容来实现阻抗匹配。

* 方向性：天线的方向性也是一个重要考虑因素。

有些应用需要全向性天线，而其他应用可能需要更为定向的天线。

* 极化：天线的极化应该与RFID标签的极化方向匹配。

通常，线性极化较为常见，但在某些应用中，如在金属表面上使用时，可能需要圆极化天线。

* 损耗：天线的损耗对系统性能有影响。

天线设计应该尽量降低损耗，以提高效率。

* 射频功率：天线设计需要考虑RFID系统的射频功率要求，以确保足够的信号强度用于标签的激活和通信。

天线设计是一个复杂的工程领域，需要深入理解射频工程和电磁场理论。

在设计过程中，通常需要使用模拟工具和测量设备，以优化天线的性能。

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RFID技术原理及其射频天线设计

RFID技术原理及其射频天线设计近年来人们开始开发应用非接触式ic卡来逐步替代接触式IC卡,其中射频识别(RFID,radiofrequencyidentification)卡就是一种典型的非接触式IC卡，然而,RFID在不同的应用环境中需要采用不同天线通讯技术来实现数据交换的.自1970年第一张IC卡问世起，IC卡成为当时微电子技术市场增长最快的产品之一,到1996年全世界发售IC卡就有7亿多张.但是,这种以接触式使用的IC卡有其自身不可避免的缺点，即接触点对腐蚀和污染缺乏抵抗能力，大大降低了IC卡的使用寿命和使用范围.近年来人们开始开发应用非接触式IC卡来逐步替代接触式IC卡,其中射频识别(RFID,radiofrequencyidentification)卡就是一种典型的非接触式IC卡，它是利用无线通信技术来实现系统与IC卡之间数据交换的,显示出比一般接触式IC卡使用更便利的优点，已被广泛应用于制作电子标签或身份识别卡.然而,RFID在不同的应用环境中需要采用不同天线通讯技术来实现数据交换的.这里我们将首先通过介绍RFID应用系统的基本工作原理来具体说明射频天线的设计是RFID不同应用系统的关键，然后分别介绍几种典型的RFID天线及其设计原理,最后介绍利用AnsoftHFSS工具来设计了一种全向的RFID天线.1RFID技术原理通常情况下，RFID的应用系统主要由读写器和RFID卡两部分组成的，如图1所示.其中,读写器一般作为计算机终端，用来实现对RFID卡的数据读写和存储，它是由控制单元、高频通讯模块和天线组成•而RFID卡则是一种无源的应答器，主要是由一块集成电路(IC)芯片及其外接天线组成，其中RFID芯片通常集成有射频前端、逻辑控制、存储器等电路，有的甚至将天线一起集成在同一芯片上•图1射频识别系统原理图个人收集整理―仅供参考学习RFID应用系统的基本工作原理是RFID卡进入读写器的射频场后，由其天线获得的感应电流经升压电路作为芯片的电源，同时将带信息的感应电流通过射频前端电路检得数字信号送入逻辑控制电路进行信息处理;所需回复的信息则从存储器中获取经由逻辑控制电路送回射频前端电路，最后通过天线发回给读写器.可见,RFID卡与读写器实现数据通讯过程中起关键的作用是天线.一方面，无源的RFID卡芯片要启动电路工作需要通过天线在读写器天线产生的电磁场中获得足够的能量;另一方面，天线决定了RFID卡与读写器之间的通讯信道和通讯方式.目前RFID已经得到了广泛应用，且有国际标准：IS010536,IS014443,IS015693,IS018000等几种.这些标准除规定了通讯数据帧协议外，还着重对工作距离、频率、耦合方式等与天线物理特性相关的技术规格进行了规范.RFID应用系统的标准制定决定了RFID天线的选择,下面将分别介绍已广泛应用的各种类型的RFID 天线及其性能•2RFID天线类型RFID主要有线圈型、微带贴片型、偶极子型3种基本形式的天线.其中，小于1m的近距离应用系统的RFID天线一般采用工艺简单、成本低的线圈型天线，它们主要工作在中低频段.而1m以上远距离的应用系统需要采用微带贴片型或偶极子型的RFID天线，它们工作在高频及微波频段.这几种类型天线的工作原理是不相同的•2.1线圈天线当RFID的线圈天线进入读写器产生的交变磁场中,RFID天线与读写器天线之间的相互作用就类似于变压器，两者的线圈相当于变压器的初级线圈和次级线圈.由RFID的线圈天线形成的谐振回路如图2所示,它包括RFID天线的线圈电感L、寄生电容Cp和并联电容C2'，其谐振频率为：f=］飞辽-C,(式中C为Cp和C2'的并联等效电容).RFID应用系统就是通过这一频率载波实现双向数据通讯的。

基于RFID技术远距离天线设计

基于 RFID技术远距离天线设计摘要：RFID 技术指的是射频识别技术，其主要是利用无线电波进行通信的自动识别技术。

在RFID技术数据的通讯的过程中，无源的 RFID 卡芯需要通过天线来获取足够能量同时天线的形式也决定了RFID卡的读写形式，因此天线设计的好坏将关系到整个系统工作的精准度，针对此本文从RFID 技术原理出发，对其工作原理进行了介绍。

在此基础上对RFID技术远距离天线设计考虑的磁场强度、直径、近场耦合、调谐等物理参数进行了分析，并对RFID技术远距离天线设计中需要重点考虑的因素进行了总结。

通过全文分析可为RFID技术远距离天线设计提供参考，具有一定的工程意义。

关键词：RFID技术；远距离天线；设计；技术原理；物理参数Design of long distance antenna based on RFID TechnologyAbstract: RFID technology refers to radio frequency identification technology, which mainly uses radio wave to communicate automatically. In the process of RFID technology data communication, the passive RFID card core needs to obtain enough energy through the antenna. At the same time, the form of the antenna also determines the reading and writing form of the RFID card. Therefore, the quality of the antenna design will affect the accuracy of the whole system. In view of this, this paper introduces its working principle from the RFID technology principle. On this basis, the magnetic field strength, diameter, near-field coupling, tuning and other physical parameters considered in the design of RFID technology long-distance antenna are analyzed, and the key factors to be considered in the design of RFID technology long-distance antenna are summarized. The analysis can provide referencefor the design of long-distance antenna of RFID technology, and has certain engineering significance.Key words: RFID technology; long distance antenna; design;technical principle; physical parameters1、RFID技术原理所谓RFID 技术指的是射频识别技术，其工作原理是通过读头以及标签之间的电磁或者电感耦合来进行数据之间的通信，从而实现对物品的自动识别。

用于RFID系统的天线设计

用于RFID系统的天线设计RFID（无线射频识别）技术是一种非接触式的自动识别技术，通过无线电波传输信息，实现物品的自动识别和追踪。

RFID系统主要由标签和阅读器组成，而天线则是连接标签和阅读器的关键组件。

天线的设计对于RFID系统的性能和可靠性有着至关重要的影响。

RFID系统通过无线电波进行通信，通常使用的是56 MHz的频率。

标签内置天线，用于接收来自阅读器的信号，并将信号传输到芯片中。

阅读器则通过天线发送信号，同时接收来自标签的信号。

图像处理技术也常常被用于RFID系统，以识别和解析标签上的信息。

天线设计是RFID系统设计的关键部分，主要包括以下步骤：方案选择：首先需要确定天线的类型和结构，根据应用场景的不同，可以选择不同的天线方案。

参数确定：在设计过程中，需要确定的参数包括天线的频率、增益、阻抗、波束宽度等。

这些参数的计算和选择将直接影响天线的性能。

设计仿真：利用仿真软件对设计进行模拟和分析，以验证设计的可行性和性能。

实验验证：制作样品，进行实际测试，以验证设计的有效性和可靠性。

在RFID系统的天线设计中，可能会遇到以下技术难题：阻抗匹配：天线与标签和阅读器之间的阻抗匹配是影响信号传输的重要因素。

如果阻抗不匹配，将会导致信号传输效率降低，甚至无法传输。

信号噪声比较：在复杂的电磁环境中，信号可能会受到各种噪声的干扰，如何提高天线的信噪比是一个关键问题。

针对以上技术难题，以下是一些可能的解决方案：采用全向波瓣天线或圆形天线：这些类型的天线具有较好的阻抗匹配特性，可以有效提高信号传输效率。

优化天线结构：通过改变天线的结构，可以改善天线的电气性能，减少信号噪声的影响。

使用滤波技术：滤波技术可以有效地抑制噪声，提高信号的信噪比。

天线设计在RFID系统中具有至关重要的地位。

正确的天线设计可以保证RFID系统的高性能和可靠性，进而广泛应用于供应链管理、门禁系统、支付系统等领域。

本文介绍了RFID系统和天线的基本原理、设计流程以及可能遇到的技术难题和解决方案。

RFID系统的标签天线设计与应用综述

在实际应用中，北斗四臂螺旋天线需要满足多种要求。首先，它们需要能够与卫星进行有效的通信，以确保导航信号的准确接收和发送。其次，四臂螺旋天线需要有足够的耐用性和稳定性，以应对各种环境条件。此外，由于北斗卫星导航系统广泛应用于定位、导航和管理等场景，因此四臂螺旋天线还需要具有较高的安全性和隐私保护性。
在进行整流系统设计时，可以参考以下步骤：
1.确定整流系统的输入和输出参数：如电压、电流等。 2.选择合适的整流二极管和电容：根据系统需求选择合适的器件，并考虑到成本和性能的平衡。 3. 设计电源管理电路：实现高效的电源管理，以满足电子标签芯片的能耗需求。
4.设计信号处理电路：对天线接收到的信号进行处理，得到稳定的直流电。 5.设计保护电路：防止电源异常、雷击等情况对电子标签芯片造成损害。 6.进行仿真和优化：通过仿真软件对设计进行优化，提高整流系统的性能和稳定性。 7.制作样品并进行测试：制作整流系统样品，进行实际测试，根据测试结果对设计进行改进。
参考内容
一、RFID标签天线
RFID (Radio Frequency Identification)是一种无线通信技术，通过无线信号实现数据的传输和识别。RFID标签天线是RFID系统中的关键部分，负责接收和发送信号。这些天线通常制成标签形状，可以直接附着在物体表面或嵌入物体内部。
RFID标签天线的性能主要取决于其尺寸、形状、材料和阻抗匹配。一般来说，标签天线的尺寸越小，其读取范围也越小。但随着技术的进步，小型化天线的读取范围正在逐渐增大。形状方面，虽然矩形和圆形是最常见的标签天线形状，但其他形状如八边形和蝴蝶形等也被广泛应用。材料的选择也会影响天线的性能，如铜、铝等金属是常用的导电材料。而阻抗匹配则是影响RFID系统性能的关键因素之一，需要仔细考虑以实现最佳的天线性能。

RFID读写器及天线概要

RFID 读写器及天线作为一种非接触式的自动辨别技术 , 射频辨别 (RFID) 技术利用射频信号经过空间巧合 ( 交变磁场或电磁场 ) 实现无接触信息传达并经过所传达的信息达到识其他目的。

同其余辨别技术对比 , 射频辨别技术拥有好多长处 , 使得研究和发展RFID 技术拥有理论和现实的两重意义。

本文从无线系统下手 , 详尽介绍了RFID系统以及其发展应用远景 , 并由此引入 RFID系统中的一大重点技术—— RFID天线技术。

文中第一给出了一款一般 2.45GHz RFID 系统的单极读写器天线的设计方法 ; 接着 , 鉴于微带天线的研究 , 设计出一款可以同时工作在 900MHz和2.4GHz 邻近的空隙加载双频微带读写器天线。

而且 , 利用 Ansoft 企业的电磁仿真软件 HFSS对所设计的双频天线构造进行了仿真、优化 , 对影响天线性能的重点尺寸进行了总结 , 获得天线最优尺寸 , 并最后加工制作出一款适用的读写器天线。

最后 , 依据天线丈量所得的结果与仿真结果进行对照以考证仿真软件的正确性。

同时 , 本文设计制作了一款鉴于有源标签的主动式 RFID 系统的读写器模块。

该读写器工作在 2.45GHz 的微波频段。

文中采纳 nRF2401射频办理芯片以及msp430系列单片体制作出读写器的射频部分, 而采纳SP3223芯片作为读写器基带部分的主要芯片 , 以实现读写器与计算机 RS232串口之间的通讯。

其他 , 论文中还波及到天线基础参数的介绍 , 以及天线性能测试方法及步骤的说明。

论文来自科技部 863 重要项目“ RFID标签天线设计技术的研究”的支持。

同主题文章[1].单承赣 . RFID 芯片 T5557及其 FSK读写器电路设计 ' [J]. 外国电子元器件 . 2004.(12)[2].吴泽海 , 赖声礼 , 张建明 , 张翔 . 一种 UHF频段 RFID 读写器的硬件设计与实现 ' [J]. 电子技术应用 . 2005.(01)[3].胡必武 , 余成 . 900M RFID 在玩具制造业中的应用 ' [J]. 东莞理工学院学报 . 2005.(01)[4].蒋序一 , 高佩珠 .鉴于S6700芯片和Tag-it协议标准的读写器' [J].微计算机信息 . 2005.(02)[5].张厚生 , 王启云 . 图书室服务的无线技术—— RFID的应用 ' [J]. 大学图书室学报 . 2004.(01)[6].吕洁 .射频辨别技术RFID及其应用(下)' [J]. IB智能建筑与城市信息. 2004.(12)[7].刘锋 . RFID 技术及 RFID天线剖析 ' [J]. 中国电子商情 (RFID 技术与应用 ). 2006.(05)[8].RFID技术还看将来 ' [J].微电脑世界. 2003.(15)[9].吴杰平 . RFID 改革供销存模式 ' [J].信息系统工程. 2004.(02)[10].RFID的盛宴谁来赴 ' [J].现代制造. 2004.(19)【重点词有关文档搜寻】：电磁场与微波技术 ; RFID; 天线设计 ; 电磁仿真 ; 读写器【作者有关信息搜寻】：北京邮电大学 ;电磁场与微波技术;李秀萍;徐志枢;。

RFID电子标签天线设计指南之详细讲解

RFID电子标签天线设计指南之详细讲解1 引言射频识别是一种使用射频技术的非接触自动识别技术，具有传输速率快、防冲撞、大批量读取、运动过程读取等优势，因此，RFID 技术在物流与供应链管理、生产管理与控制、防伪与安全控制、交通管理与控制等各领域具有重大的应用潜力。

目前，射频识别技术的工作频段包括低频、高频、超高频及微波段，其中以高频和超高频的应用最为广泛。

2 RFID技术原理RFID系统主要由读写器(target)、应答器(RFID标签)和后台计算机组成，其中，读写器实现对标签的数据读写和存储，由控制单元、高频通信模块和天线组成，标签主要由一块集成电路芯片及外接天线组成，其中电路芯片通常包含射频前端、逻辑控制、存储器等电路。

标签按照供电原理可分为有源(acTIve)标签、半有源(semiacTIve)标签和无源(passive)标签，无源标签因为成本低、体积小而备受青睐。

RFID系统的基本工作原理是：标签进入读写器发射射频场后，将天线获得的感应电流经升压电路后作为芯片的电源，同时将带信息的感应电流通过射频前端电路变为数字信号送入逻辑控制电路进行处理，需要回复的信息则从标签存储器发出，经逻辑控制电路送回射频前端电路，最后通过天线发回读写器。

3 RFID系统中的天线从RFID技术原理上看，RFID标签性能的关键在于RFID标签天线的特点和性能。

在标签与读写器数据通信过程中起关键作用是天线，一方面，标签的芯片启动电路开始工作，需要通过天线在读写器产生的电磁场中获得足够的能量;另一方面，天线决定了标签与读写器之间的通信信道和通信方式。

因此，天线尤其是标签内部天线的研究就成为了重点。

3.1 RFID系统天线的类别按RFID标签芯片的供电方式来分，RFID标签天线可以分为有源天线和无源天线两类。

有源天线的性能要求较无源天线要低一些，但是其性能受电池寿命的影响很大：无源天线能够克服有源天线受电池限制的不足，但是对天线的性能要求很高。

一种RFID读写器天线的设计与分析

一种RFID 读写器天线的设计与分析随着无线电频率识别技术（RFID）的广泛应用，RFID 读写器的设计与开发已经成为了一个热门话题。

RFID 读写器是一个能够与标签通信，并获取标签信息的设备。

其中，天线是RFID 读写器的重要组成部分之一，它对读写器的性能和工作效率有着重要的影响。

在本文中，我们将介绍一种RFID 读写器天线的设计与分析过程。

首先，我们需要了解RFID 天线的基本原理和性能指标，其次，介绍天线的设计考虑因素，然后设计实验以验证天线性能，并最后在实验结果的基础上对天线性能进行分析。

一、RFID 天线的基本原理和性能指标RFID 系统由两个部分组成：读写器和标签。

读写器通过发送射频信号，激发标签中的天线产生电磁波，并通过标签内的芯片进行通信。

因此，天线的设计对于RFID 系统的性能具有重要的影响。

天线的性能通常可以通过以下指标来衡量：（1）增益：表示天线将发射功率的多少倍转化为辐射功率的能力。

增益的单位为分贝（dB）。

（2）带宽：表示天线在一个频率范围内工作的能力。

带宽的单位为赫兹（Hz）。

（3）阻抗匹配：表示天线在特定频率下的输入阻抗。

阻抗匹配越好，天线的效率和性能就越高。

二、天线的设计考虑因素当设计RFID 天线时，需要考虑以下因素：（1）频率范围：由于RFID 系统可用的频率有多个不同的频段，因此需要考虑要设计天线的频率范围。

（2）波束宽度：波束宽度是指天线在垂直方向上的辐射范围。

选择适当的波束宽度可以使天线达到更好的定向性能。

（3）天线形状：天线的形状也会影响其性能。

例如，有些形状的天线会有特定的增益和辐射特性。

（4）天线材料：天线材料应具有较低的电导率和介电常数。

（5）尺寸：天线的尺寸也是设计中需要考虑的一个重要因素。

三、实验设计在实验中，我们使用ANSYS HFSS（High-Frequency Structure Simulator）软件来设计RFID 天线。

首先，我们需要确定天线频率范围。

RFID天线的设计要领及常见步骤讲解

RFID天线的设计要领及常见步骤讲解电子标签天线的设计目标是传输最大的能量进出标签芯片，这需要仔细设计天线和自由空间的匹配，以及天线与标签芯片的匹配。

当工作频率增加到微波波段，天线与电子标签芯片之间的匹配问题变得更加严峻。

一直以来，电子标签天线的开发是基于50 或者75 输入阻抗，而在RFID应用中，芯片的输入阻抗可能是任意值，并且很难在工作状态下准确测试，缺少准确的参数，天线的设计难以达到最佳。

电子标签天线的设计还面临许多其他难题，如相应的小尺寸要求，低成本要求，所标识物体的形状及物理特性要求，电子标签到贴标签物体的距离要求，贴标签物体的介电常数要求，金属表面的反射要求，局部结构对辐射模式的影响要求等，这些都将影响电子标签天线的特性，都是电子标签设计面临的问题。

RFID读写器天线的设计对于近距离RFID系统(如13.56MHz小于10cm的识别系统)，天线一般和读写器集成在一起;对于远距离RFID系统(如UHF频段大于3m的识别系统)，天线和读写器常采取分离式结构，并通过阻抗匹配的同轴电缆将读写器和天线连接到一起。

读写器由于结构、安装和使用环境等变化多样，并且读写器产品朝着小型化甚至超小型化发展，使得读写器天线的设计面临新的挑战。

读写器天线设计要求低剖面、小型化以及多频段覆盖。

对于分离式读写器，还将涉及天线阵的设计问题，小型化带来的低效率、低增益问题等，这些目前是国内外共同关注的研究课题。

目前已经开始研究读写器应用的智能波束扫描天线阵，读写器可以按照一定的处理顺序，通过智能天线使系统能够感知天线覆盖区域的电子标签，增大系统覆盖范围，使读写器能够判定目标的方位、速度和方向信息，具有空间感应能力。

RFID天线的设计步骤RFID电子标签天线的性能，很大程度依赖于芯片的复数阻抗，复数阻抗是随频率变换的，因此天线尺寸和工作频率限制了最大可达到的增益和带宽，为获得最佳的标签性能，需要在设计时做折衷，以满足设计要求。

RFID电子标签天线设计分析

无源低频RFID电子标签的工作频率为120kHz~135kHz，因为其穿透力很强，可适应于液体、人体组织、建筑物等，标签识读性能力不受环境影响，因此在动物管理中有广泛应用，但无源低频RFID电子标签是通过磁场耦合实现与标签识读器之间的通信，磁场在自由空间传播衰减很快，因此该电子标签的读写距离很短，通常在10cm以内，该项缺陷严重限制了无源低频RFID电子标签的应用。

本文提出一种远距离无源低频RFID电子标签的设计，可以使无源低频RFID电子标签的读距离增加到1米以上，使低频电子标签可以作为地埋式电子标签，应用于地下管道管理，扩展无源低频RFID电子标签的应用。

1远距离低频RFID电子标签原理1.1识读器终端天线的磁场无源低频RFID电子标签天线与识读器天线之间的作用是基于电磁感应原理。

当低频电子标签置于低频标签识读器天线的电磁场中，电子标签天线线圈上感应有电压。

电子标签线圈上感应电压的示意图如图1所示。

如果识读器线圈的匝数为N1，标签天线线圈的匝数为N2，磁芯的相对导磁率为，线圈都为圆形，线圈的半径分别为r1和r2，两个线圈圆心之间的距离为d，两个线圈平行放置，由法拉利电磁感应定律可以得到电子标签线圈上感应的电压为：其中：ψ为穿过标签天线回路的磁通量；M为识读器天线和标签天线两个线圈之间的互感。

1.2电子标签谐振回路的输出电压电子标签射频前端采用并联谐振电路，其等效电路如图2所示。

其中L1为识读器天线电感，L2为标签线圈电感，R2为标签线圈的内阻，C2为标签的谐振电容，是标签芯片片内、片外谐振电容的总和，RL为标签谐振回路的等效负载，是标签芯片实际工作负载和谐振电容寄生的并联电阻所产生负载的总和。

互感M在L2上产生的电压作为L2回路的信号源，等效回路的输出电压表达式为：1.3多层圆环天线圈的电感为了在有限的空间中制作出大的电感，采用多层线圈是一种很有效的方法。

图3示出了多层圆形电感线圈的截面图。

RFID天线基础概要

RFID天线基础
1、分类
标签天线/读写器天线；内置天线/外置天线（一体式天线/分离式天线）；线圈/微带天线/偶极子天线；发射天线/接收天线；全向天线/定向天线；线状/面状
2、原理
电磁感应（电感耦合）/共振。

在LF和HF频段的读写器天线和标签天线主要采用电感耦合的方式来传递能量和信息。

4、性能参数
天线的匹配，天线方向性（天线的极化方向），增益，波瓣宽度，前后比（前后瓣最大值之比），天线的工作频率范围（频带宽度），回波损耗，电压驻波比
5、应用部署
影响因素：天线的结构和数量，工作频率，系统功率，天线匹配（芯片与天线之间的阻抗匹配），带宽，环境因素
工作在UHF和微波频段的标签天线特性受所标识物体的形状及物理特性影响，标签到贴标签物体的距离，贴标签物体的介电常数，金属表面的反射，局部结构对辐射模式的影响等都将影响天线的性能。

天线特性还受天线周围物体和环境的影响。

障碍物会妨碍电磁波传输；金属物体产生电磁屏蔽，会导致无法正确地读取
在天线的性能参数中，被影响最大的有天线的阻抗匹配，方向图，抗干扰性和读取范围。

6、制造工艺
目前，有三种天线制造技术：蚀刻/冲压天线（etched/punched antenna）、印刷天线（printed antenna）和绕线式天线。

在国际上，目前一般都采用蚀刻/冲压天线为主；现在随着新型导电油墨的不断开发，印刷天线的优势越来越突出。

在频率较低的标签中，通常采用线圈天线形式；频率较高的标签通常为印刷贴片天线形式。

常见的RFID天线基板有纸基和胶基两大类。

天线线圈的制造有绕制工艺，布线工艺，蚀刻工艺，丝网印刷工艺等多种方法。

关于远距离RFID天线设计

远距离RFID天线设计摘要：采用TI的专用读卡器，配合自行设计的天线，将13.56MHz的读卡器有效读卡距离拓展到60cm，实现了远距离识别，极大地提高了RFID的应用性能。

关键词：天线；无线射频识别；读卡器引言RFID(Radio Frequency Identification)，中文称为无线射频身份识别是一种非接触式IC卡技术。

它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预。

RFID技术具有很多突出的优点：防水、防磁、耐高温、无机械磨损、寿命长、读取距离大、标签上数据可以加密、存储数据容量更大、存储信息更改自如等。

通常情况下，RFID阅读器发送的频率称为RFID系统的工作频率或载波频率。

RFID 载波频率基本上有3个范围：低频(30kHz～300kHz)、高频(3MHz～30MHz)和超高频(300MHz～3GHz)。

常见的工作频率有低频125kHz与134.2kHz、高频13.56MHz、超高频433MHz、860MHz～930MHz、2.45GHz等。

一个完整的RFID系统由阅读器(Reader)、标签(Tag)和应用程序三部分组成。

其工作原理为：由Reader发射一个特定频率的无线电波，将能量传送给Tag，激活Tag 内部电路，然后Tag将其IDCode发送出去，此信号被Reader接收后解码，再发送给应用程序做进一步处理应用。

一般来说，工作频率为13.56MHz的射频标签被称为高频段标签，但是其识别原理同低频类似，即采用电磁耦合的方式从阅读器耦合线圈的辐射近场中获得能量，标签与阅读器进行数据交换时，标签必须位于阅读器天线辐射的近场区内。

阅读距离一般情况下小于1m。

天线设计在天线的设计时，主要考虑两方面，一是设计尺寸合适的天线，二是搭建天线与阅读器的匹配电路。

天线尺寸天线线圈是一个谐振电路，在特定频率上，当感应阻抗(X L)等于电容阻抗(X C)时，天线会产生谐振，它们之间的关系如下式所示：增加线圈尺寸必然带来电感值的增大，就需要一个比较小的电容。

RFID读写器天线设计与优化

RFID读写器天线设计与优化随着物联网的快速发展，RFID（Radio Frequency Identification）技术被广泛应用于各个领域，例如物流、零售、医疗等。

作为RFID系统中最重要的组成部分之一，RFID读写器天线的设计与优化对于整个RFID系统的性能至关重要。

本文将介绍RFID读写器天线的设计原理、优化技术和相关考虑因素。

首先，RFID读写器天线的设计目标是实现高效的信号收发和较长的有效距离。

天线的设计原理基于电磁感应原理，利用射频信号的电磁波传播特性进行数据的读取和写入。

常见的RFID读写器天线类型包括线圈天线、平面天线和分布式天线。

线圈天线是一种常见的RFID天线类型，其结构通常是一个由导线绕成的线圈。

线圈天线的设计中需要考虑到线圈的匝数、直径和材料等因素。

较高的线圈匝数和直径可以提高天线的发射和接收灵敏度，从而增加RFID系统的工作距离。

此外，使用导电材料制作线圈天线，如铜或铝，能够降低线圈的电阻，减少功率损耗。

平面天线是另一种常见的RFID天线类型，其结构通常是一个可印刷的金属或导电聚合物制成的平面。

平面天线具有较大的尺寸，并且可以设计成不同的几何形状，如圆形、矩形或椭圆形。

平面天线的设计中需要考虑到天线的面积、几何形状和材料等因素。

较大的天线面积能够增加天线的辐射效能，提高天线的读取范围。

此外，使用具有较低电阻的金属或导电聚合物材料制作平面天线，如铜或印刷电路板，能够减少天线的电阻，从而提高天线的效率。

除了上述常见的天线类型，分布式天线是一种适用于特定应用场景的天线设计。

分布式天线将天线分散在RFID读写器周围的不同位置，以实现更好的信号覆盖和传播。

分布式天线的设计中需要考虑到每个天线之间的相互作用和干扰，以避免信号质量的下降。

在RFID读写器天线的设计过程中，需要考虑到天线的工作频率、驻波比、增益、方向性和天线阻抗匹配等因素。

天线的工作频率与RFID标签的工作频率需要匹配，以实现可靠的数据传输。

RFID系统天线设计概要

RFID系统天线设计RFID(Radio Frequency。

Identification，1 实际RFID天线设计主要考虑物理参量1．1 磁场强度运动的电荷或者说电流会产生磁场，磁场的大小用磁场强度来表示。

RFID天线的作用距离，与天线线圈电流所产生的磁场强度紧密相关。

圆形线圈的磁场强度(在近场耦合有效的前提下，近场耦合有效与否的判断在1．3节)可用式(1)进行计算：式中：H是磁场强度；I是电流强度；N为匝数；R为天线半径；x为作用距离。

对于边长ab的矩形导体回路，在距离为x处的磁场强度曲线可用下式计算。

结果证实：在与天线线圈距离很小(x<R)的情况下，磁场强度的上升是平缓的。

较小的天线在其中心(距离为0)处呈现出较高的磁场强度，相对来讲，较大的天线在较远的距离(x>R)处呈现出较高的磁场强度。

在电感耦合式射频识别系统的天线设计中，应当考虑这种效应，如图1所示。

1．2 最佳天线直径在与发射天线的距离x为常数并简单地假定发射天线线圈中电流I不变的情况下，如果改变发送天线的半径R时，就可以根据距离x与天线半径R之间的关系得到最大的磁场强度H。

这意味着：对于每种射频识别系统的阅读器作用距离都对应有一个最佳的天线半径R。

如果选择的天线半径过大，那么在与发射天线的距离x=0处，磁场强度是很小的；相反，如果天线半径的选择太小，那么其磁场强度则以z的三次方的比例衰减，如图2所示。

不同的阅读器作用距离，有着不同的天线最佳半径，它对应着磁场强度曲线最大值。

从数学上来说，也即对R求导，如式(3)所示：从公式的零点中计算是拐点以及函数的最大值。

发射天线的最佳半径对应于最大期望阅读器的2孺值。

第二个零点的负号表示导1．3 近场耦合真正使用前面所提到的公式时，有效的边界条件为：d《R以及x<λ／2π，原因是当超出上述范围时，近场耦合便失去作用了，开始过渡到远距离的电磁场。

一个导体回路上的初始磁场是从天线上开始的。

普诺玛 RFID 高频远距离感应天线说明书

技术指标
工作频率　13.56MHz 协议标准　
ISO15693　
使用卡片　
Tag-IT HF-I 、IcodeII 防冲撞读写标签数　50张电子标签
输入阻抗　50O
感应距离　双支配合达120cm 尺寸（mm ） 1550×458×40mm 电源要求
外接220V 市电；工作电流小于100mA
环境温度 ² 工作 ² 储存
温度0℃～65℃　
温度-20℃～70℃
颜色
图例参考
功能
u 内置读写器； u 工作频率13.56MHz ；
u 单只天线读卡距离大于70cm （卡片平行于
天线平面）；双支可达1.2M ； u 豪华外观结构；
u 具有红外检测、灯光报警等功能；
u 具有卡片加密功能。

选型与订货编号
天线：天祺-I-A 型 11.3.IA83300 天线：天祺-I-B 型
11.3.IB83300
安装尺寸图
普诺玛 2006
概述
一款专门针对远距离无源电子标签检测应用的高频远距离一体化设备，内置读写器。

能够满足对TAG-it 或ISO15693标准的非接触式无源电子标签的远距离读写。

设计现代感强，美观，豪华外观结构，适于各种人员管理的场所。

UHF RFID远近场切换天线的设计-毕业论文

---文档均为word文档，下载后可直接编辑使用亦可打印---摘要射频识别技术（Radio Frequency Identification, RFID）是通过射频信号与空间耦合来实现非接触性识别。

由于具有操作简单快捷，无需人工干预，还有迅速识别，安全系数较高的特点，因此在物流、医疗、交通、生产等各个领域有着广泛的用应用。

在物流等应用场景，附着在运动物体上的标签有时会产生漏检，阅读器通过远场、近场天线的切换可以实现不同距离物体的识别，因此设计可切换的远近场一体的天线具有很好的工程应用背景。

本文在参考相关文献的基础上，分析设计了一款由印刷贴片天线构成的远场天线和由反相电流对构成的近场天线共同组成的远近场天线。

论文首先介绍了研究意义和天线仿真设计过程，接着分别对印刷贴片远场天线、反相电流对近场天线分别进行了仿真设计，然后针对放在在一起的两天线的相互影响，优化了相关参数，得到了满足要求的远近场天线，并给出了测试结果，最后为实现两天线的切换控制，对馈电网络进行了初步设计。

关键词：RFID、UHF、近场天线、远场天线、可切换馈电网络AbstractRadio Frequency Identification (RFID) achieves non-contact recognition through RF signal and spatial coupling. Due to its simple and quick operation, no manual intervention, rapid identification, and high safety factor, it is widely used in various fields such as logistics, medical care, transportation, and production.In logistics and other application scenarios, tags attached to moving objects sometimes produce missed detections, and readers can realize the recognition of objects at different distances by switching between far-field and near-field antennas. Therefore, designing a switchable near-field and field-integrated antenna has great potential. Good engineering application background.Based on the relevant literature, this paper analyzes and designs a far-field antenna composed of a printed patch antenna and a near-field antenna composed of opposite-phase current pairs. The paper first introduced the research significance and the antenna simulation design process. Then, the printed patch far-field antenna and the inversion current near-field antenna were separately simulated, and then the interaction between the two antennas placed together was optimized. With related parameters, the far and near field antennas satisfying the requirements are obtained, and the test results are given. Finally, in order to achieve the switching control of the two antennas, a preliminary design of the feed network is performed.Keywords: RFID, UHF, Near Field Antenna, Far Field Antenna, Switchable Feeder Network1绪论1.1引言随着科技的进步，社会信息化程度的提高，随着人们对工作效率的高要求。

远距离RFID读写天线的研究

远距离RFID读写天线的研究识别(Radio Frequency Identification)是一种利用射频通信实现的非接触式自动识别技术。

它利用射频信号的空间耦合传递非接触信息，并通过所传递的信息识别对象。

RFID解决无源(卡中无电源)和免接触两大难题，实现运动目标识别、多目标识别，其突出优点是环境适应性强，能够穿透非金属材质，数据存储量大，抗干扰能力强。

目前的读写器远远不能满足应用要求，因此，需要一款远距离读写器协作远距离天线，实现远距离水平或垂直方向的读写要求。

这里给出一种远距离 RFID读写天线的设计计划，采纳射频标签专用读写器RI-R6C-001A，该器件要求天线阻抗为50 Ω，频率为13．56 MHz，因此采纳_亡艺容易、低成本的环形天线。

2 RFID读写天线的设计2．1 RFID读写天线工作原理天线是放射和接收射频载波信号的设备。

在工作频率和带宽确定的条件下，天线放射射频处理模块产生的射频载波，并接收从标签放射或反射的射频载波，其作用是产生磁通量，为标签(无源)提供电源，并在读写器和标签之间传递信息。

天线性能的优劣对系统整体性能起着十分关键的作用。

RFID天线的读写距离取决于诸多因素：天线的尺寸、方向性、天线的位置、所处频段的电气特性及周围环境等。

2．2 RFID读写天线各性能参数2．2．1 标签的方向性因为无源电子标签是通过与读写器天线磁场耦合来获得能量，所以标签的方向性挺直影响耦合系数，近而影响能量的猎取和通信的牢靠性。

当标签的方向性和读写器天线处于最佳耦合时，磁力线与电子标签成直角。

电子标签能够获得最好的读写效果。

但是，若将电子标签移动到天线的两侧，这时标签的放置位置和磁力线方向平行。

此时方向性最差，读写效果也最差。

图1为天线的磁力线分布模拟图。

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