一种新型UHF RFID抗金属标签天线的设计与分析.docVIP

一种新型UHF RFID抗金属标签天线的设计与分析 　　摘 要： 提出了一种用于金属物体的超高频射频识别标签天线，该天线适用于多标准超高频射频识别系统。采用在偶极子结构上增加环形微带线来增大输入阻抗，极大地提高了标签天线的增益特性。利用电磁仿真软件分析了天线性能，仿真与测试结果吻合良好。整个天线的面积为100 mm×40 mm，由于采用表面印刷结构，使得标签成本低廉、易于批量生产。 　　关键词： 抗金属； 环形天线； 标签天线； 超高频射频识别 　　中图分类号： TN92?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2013）15?0059?03 　　Design and analysis of novel UHF RFID anti?metal tag antenna 　　XU Chang?qing1， WANG Zhu?dan2， SHENG Zhe2， YANG Fan2 　　（1. Shenzhen Qihui Electric Co.， Ltd.， Shenzhen 518000， China； 2. Xidian University， Xi’an 710071， China） 　　Abstract： An ultra high frequency （UHF） radio frequency identification （RFID） tag antenna for metallic objects is presented. The antenna is applied to multi?standard UHF RFID system. The antenna is fabricated on a thin flexible PET substrate with the thickness of 1 mm. A loop microstrip line is added in the dipole antenna structure to enhance input impedance， which improved the gain characteristic of the antenna immensely. Based on simulated model， The antenna performance is analyzed with electromagnetic simulation software. The measured results are in good agreement with simulated results. The area of the whole antenna is 100 mm×40 mm. The tag obtains the advantage of low cost and can be mass?producd due to its printed structure. 　　Keywords： anti?metal； loop antenna； tag antenna； UHF RFID 　　0 引 言 　　射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）是一种利用无线射频方式进行非接触双向数据通信，以达到目标识别并交换数据的技术[1?4]。RFID系统一般由标签、读写器和计算机通信网络组成。标签存储着待识别对象的相关信息，附着在待识别对象上。通常电子标签符合ISO18000?4与18000?6标准，本身无源，通过读写器的射频场获得能源，采用负载调制方式。读写器利用射频信号读/写标签信息并进行处理。PC机通过RS 232接口远程控制读写器。读写器接到命令后，通过天线发送射频命令实现对标签的操作，同时接收标签返回的数据。电子标签靠其内部天线获得能量，并由芯片（IC）控制接收、发送数据[5]。 　　国内RFID系统使用的频段主要分为低频（135 kHz以下）、高频（13.56 MHz）、超高频（Ultra High Frequency，UHF）（860～960 MHz）和微波（2.4 GHz以上）等几大类。目前越来越多的研究聚焦在了对UHF RFID系统的研究上。由于电磁波会被金属反射导致普通电子标签在金属表面无法被正确识别，这一缺点严重限制了其在物流行业的广泛应用，因此UHF标签天线的抗金属性成为了研究的热点和攻克的难点。本文在分析了金属对标签天线电磁场影响作用的基础上，提出了一种成本相对较低可用于金属环境的超高频RFID无源标签天线。该天线将环形微带与偶极子结构结合实现了在金属环境下高增益的特性。天线面积100 mm×40 mm满足了小尺寸金属环境的要求，具有较高的性价比。