低成本多频RFID读写器天线设计.PDFVIP

V01．8No．9 2008 第8卷第9期2008年5月 科学技术与工程 May Science and 1671—1819(2008)9—2447—03 TechnologyEngineering ⑥2008Sci．Tech．Engng． 低成本多频RFID读写器天线设计 王宏伟”谭杰2郁文生1 (中国科学院自动化研究所复杂系统与智能科学实验室1，RFID研究中心2，北京100080) 摘要设计并实现一款低成本多款RFID读写器天线，FR4介质板的引入大大降低了天线开发成本，开槽技术在使得天线 MHz、2．45 小型化的同时，能适用于915 GHz频段，甚至是更高频段，且具有宽带特性。实测结果与仿真结果基本相符，可应 用于读取距离要求不高的场合。 关键词RFID读写器天线 开槽 小型化 多频 低成本 宽带 中图法分类号TN822．9； 文献标志码A 40×30 近年来，射频识别(RFID)技术¨．21的研究13益受 mm2。为便于加工，设计槽为对称“弓”形规 mm问距。背面 到关注，并得到快速发展。RFID载波频率基本上有3则槽，槽宽为1mm，与辐射边界1 kHz一300 MHz一 个范围：低频(30 kI-Iz)、高频(3 为接地面，同轴中心馈电。 30 MHz一3 图1～图3为所建模型，图4为实物形式。 MHz)和超高频(300GHz)。常见的工作 MHz一930MHz、2．45 频率超高频860 GHz等。微 带天线[31具有低剖面、体积小、重量轻，易于共形， 且便于获得各种极化和多频段工作的优点，在RFID 读写器天线中获得了广泛的应用。微带天线的小 型化一直也是实际应用的需求，也是近年来研究的 图1同轴馈电模型 热点。减小微带天线的尺寸主要有以下几种方法’： 一是采用高介电常数的介质；二是采用短路探 针【41；三是微带开槽技术15’6J，以延长贴片表面的电 流路径，从而降低天线的谐振频率。高介电常数介 质(一般为陶瓷)的引入很大程度的增大了天线成 本，而短路探针则加大了加工难度。 本文提出了一种新型RFID读写器天线，采用 普通FR4介质，在不增加天线体积的基础上，利用 辐射面开槽技术实现了天线小型化，加工过程简 图2微带天线结构 图3贴片开槽结构图 单，在降低成本的同时具备了多频性能，经实测能 达到很好的实用效果。 1天线结构和设计 图1一图4为所设计天线的几何形状，底板采 用FR4_epoxy介质，介电常数￡，=4．4，正切角损耗 8=0．02，尺寸为50×50×1．6mm3。辐射面结构为 2008年1月15日收到国家863项目：(2006AA04A103)资助 图4天线实物结构图 万方数据 科学技术与工程 8卷 2仿真及测试结果与分析 茎雾差警絮黧淼翥徽曼篙兰 in。 图5为该款天线回波损耗示意图，其中上为 最大距离为1．2 HFSS仿真结果，下侧为数