射頻識別技術(shù)及射頻天線的介紹 |
| 發(fā)布時間:2021-05-10 10:36:34 |
| 1.射頻識別技術(shù)簡介 射頻識別技術(shù)是一種非接觸式自動識別技術(shù)相互配合，具有傳輸速度快統籌發展，防撞，批量讀取和移動過程讀取的優(yōu)點(diǎn)積極回應。它至少包含兩個部分慢體驗，一是讀寫器，二是射頻標(biāo)簽全會精神，另外還應(yīng)包括射頻天線左右、主機(jī)等。RFID技術(shù)被用于物流和供應(yīng)鏈管理智能化、生產(chǎn)管理生產製造、防偽與安全控制管理、交通管理與控制等領(lǐng)域具有很大的應(yīng)用潛力特性。當(dāng)前服務機製，射頻識別技術(shù)的工作頻帶包括低頻，高頻共創輝煌，超高頻和微波范圍培訓，其中高頻和超高頻是使用廣泛的。
2 RFID技術(shù)原理 RFID系統(tǒng)的基本工作原理如下使用。射頻標(biāo)簽進(jìn)入讀寫器并發(fā)送射頻場之后，從天線獲得的感應(yīng)電流將在升壓電路之后用作芯片的電源，并且感應(yīng)電流將與信息一起建言直達，通過射頻前端電路將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號大幅拓展。當(dāng)進(jìn)入邏輯控制電路進(jìn)行處理時，需要響應(yīng)的信息將從標(biāo)簽存儲器中傳輸出來新體系，并通過邏輯發(fā)送回RF前端電路使命責任。控制電路最終通過天線發(fā)送回讀寫器搖籃。  在射頻識別技術(shù)方面持續創新，RFID標(biāo)簽性能的關(guān)鍵是RFID標(biāo)簽天線的特性和性能。天線在標(biāo)簽和閱讀器之間的數(shù)據(jù)通信中起著重要作用使用。一方面分析，標(biāo)簽的芯片啟動電路開始工作，并因此需要從讀取器產(chǎn)生的電磁場中獲得足夠的能量不難發現。另一方面合規意識，天線確定標(biāo)簽和讀取器之間的通信信道和通信方法。因此推動，重點(diǎn)一直放在天線上協調機製，尤其是標(biāo)簽的內(nèi)部天線上設備製造。
3.1 RFID系統(tǒng)天線的類型 根據(jù)RFID標(biāo)簽芯片的供電方式，可以將RFID標(biāo)簽天線分為有源天線和無源天線先進水平。有源天線對性能的要求低于無源天線重要的，但性能會受到電池壽命的極大影響。無源天線可以克服電池受限有源天線的缺點(diǎn)共享，但需要較高的天線性能高端化。當(dāng)前，RFID天線的研究重點(diǎn)是無源天線姿勢。在RFID系統(tǒng)的工作頻率下充分發揮，電磁能量的傳輸在RFID系統(tǒng)的LF，HF部分F（例如重要平臺，6.78 MHz相互融合，13.56 MHz）的感應(yīng)場區(qū)域（類似于穩(wěn)定場）中完成。它被稱為感應(yīng)耦合系統(tǒng)生動。由于兩個系統(tǒng)的能量產(chǎn)生和傳輸方法不同提單產，相應(yīng)的RFID標(biāo)簽天線和前端部分具有獨(dú)特的特性，因此標(biāo)簽天線分為近場感應(yīng)線圈天線和遠(yuǎn)場輻射天線綠色化。感應(yīng)耦合系統(tǒng)使用由多匝感應(yīng)線圈組成的近場感應(yīng)線圈天線設計，與電感線圈并聯(lián)連接的電容器通過形成并聯(lián)諧振環(huán)路來組合最大的射頻能量。 在微波輻射系統(tǒng)中使用的場輻射天線主要是偶極天線和縫隙天線至關重要，而遠(yuǎn)場輻射天線通常是諧振的主動性，通常是半波長。天線的形狀和尺寸決定了可以捕獲的頻率范圍的性能，頻率越高逐漸顯現，天線越敏感，占用的面積越小重要性。工作頻率越高著力增加，標(biāo)簽尺寸越小，并且遠(yuǎn)場輻射天線的輻射效率比近方向天線高系統穩定性。 3.2 RFID標(biāo)簽天線的設(shè)計(jì)要求 RFID標(biāo)簽天線的設(shè)計(jì)要求主要如下：天線的物理尺寸足夠小大幅增加，可以滿足標(biāo)簽小型化的需求。它具有全向或半球范圍的方向性重要組成部分。它具有高增益，可以向芯片提供最大的信號先進技術。標(biāo)簽傳承，阻抗匹配很好，無論標(biāo)簽處于哪個方向合作，標(biāo)簽天線的極化都可以匹配來自閱讀器的信號具有重要意義。它堅(jiān)固且便宜前景。選擇天線時，主要考慮因素是天線類型勃勃生機，天線阻抗進一步，應(yīng)用于該物品的RF性能以及帶有標(biāo)簽的物品周圍還有其他物品時的RF性能。
4 RFID標(biāo)簽天線類別和研究現(xiàn)狀 標(biāo)簽天線主要分為三類：線圈型多種，偶極子型和縫隙（帶微帶貼片）型發行速度。線圈天線是金屬線繞平面或磁芯的繞線。偶極天線由兩條厚度和長度相同的直線排列成一條直線強大的功能，信號以兩個端點(diǎn)為中心積極拓展新的領域。天線的長度決定了頻率范圍∨c時俱進？p隙天線由從金屬表面切出的凹槽組成應用，微帶貼片天線由末端帶有矩形的電路板組成。矩形的長度和寬度確定頻率范圍更優質。 識別距離小于1m的中低頻短距離應(yīng)用系統(tǒng)的RFID天線一般采用工藝簡單成就，成本低廉的線圈型天線國際要求，而高頻或遠(yuǎn)距離應(yīng)用系統(tǒng)的遠(yuǎn)程應(yīng)用系統(tǒng)1I1則采用這種方法形式。上面的微波頻段應(yīng)使用偶極子和縫隙天線又進了一步。  當(dāng)標(biāo)簽線圈天線進(jìn)入閱讀器產(chǎn)生的交變磁場時功能，標(biāo)簽天線和閱讀器天線之間的相互作用類似于變壓器持續創新。兩個線圈都對應(yīng)于變壓器的初級線圈和次級線圈服務好。 標(biāo)簽和讀取器之間的雙向通信所使用的載波頻率是標(biāo)簽的天線線圈的外觀需要較小時開展，即面積較小且需要一定的工作距離時重要手段。 RFID標(biāo)簽和閱讀器之間的天線線圈電感（顯然不能滿足實(shí)際要求）現場。如有必要便利性，可以將具有高磁導(dǎo)率的鐵氧體材料插入標(biāo)簽天線線圈，以增加互感高質量，以補(bǔ)償較小的互感信息化。線圈天線的當(dāng)前實(shí)現(xiàn)技術(shù)已經(jīng)成熟，并廣泛用于RFID系統(tǒng)中可靠，例如識別和貨物標(biāo)簽。對于用于高頻，大型RFID應(yīng)用的線圈天線我有所應，很難實(shí)現(xiàn)該性能指標(biāo)深刻認識。信息量大，工作距離和方向不確定管理。 4.2偶極天線 偶極天線具有輻射好新型儲能，結(jié)構(gòu)簡單，效率高的優(yōu)點(diǎn)應用提升，可以設(shè)計(jì)成適合全向通信的RFID系統(tǒng)不同需求，特別是在長距離射頻識別技術(shù)的RFID標(biāo)簽天線設(shè)計(jì)中得到了廣泛的應(yīng)用業務指導。 傳統(tǒng)半波偶極子天線最大的問題是它們對標(biāo)簽尺寸的影響，例如915MHz半波偶極子發展空間。研究表明創造性，端接，傾斜和折疊的偶極天線可以通過選擇適當(dāng)?shù)膸缀螀?shù)來達(dá)到所需的輸入阻抗就此掀開，這具有高增益能力，寬頻率范圍和低噪聲的優(yōu)點(diǎn)。它具有出色的性能創造更多，并與比較產(chǎn)品兼容還不大。使用傳統(tǒng)的半波偶極天線，其尺寸要小得多連日來，并且如果與釬焊的電氣端子和平衡-不平衡變壓器匹配保障性，您甚至可以最大化增益，阻抗匹配和帶寬流程。眾所周知共創輝煌，增加天線的彎曲數(shù)量可以幫助減小天線尺寸而不損害天線效率。那么等特點，在狹窄空間中的“彎曲”方式是什么使用？某些“彎曲”參數(shù)會影響標(biāo)簽的共振。天線頻率和輸入阻抗有什么影響不合理波動？如何“彎曲”最佳射頻效率建言直達？ 我們知道具有分形結(jié)構(gòu)的物體通常具有成比例的自相似性和空間填充特性，并且當(dāng)應(yīng)用于天線設(shè)計(jì)時助力各業，可以獲得天線的多頻帶特性和尺寸減小特性大部分。國內(nèi)外對具有分形結(jié)構(gòu)的天線已經(jīng)進(jìn)行了大量研究，并且已經(jīng)證明具有分形結(jié)構(gòu)的天線具有出色的尺寸減小特性將進一步，并且可以在有限的空間內(nèi)極大地改善天線效率網(wǎng)絡(luò)更加堅強。 通過對半波振蕩器的各個位置和尺寸使用希爾伯特分形變換，并采用矩量法對希爾伯特標(biāo)簽天線進(jìn)行仿真實際需求，可以得到分形維數(shù)和階數(shù)不同的標(biāo)簽天線的諧振頻率和輸入阻抗配套設備。仿真結(jié)果是分析結(jié)果，這是確定適合實(shí)際標(biāo)簽天線設(shè)計(jì)要求的標(biāo)簽天線的尺寸和順序性能，另外制造物理天線并測試RF識別距離的常用研究方法建議。 4.3插槽（帶微帶貼片）天線 縫隙天線具有高度低，重量輕設計，加工簡單，易于裝入物體，批量生產(chǎn)，各種電氣性能對外開放，寬帶以及帶有集成電路的有源器件和元件等特點(diǎn)，適合批量生產(chǎn)并且可以簡化組建。整機(jī)的生產(chǎn)和調(diào)試用的舒心，從而大大降低了成本。 微帶貼片天線由輻射貼片導(dǎo)體組成深入交流研討，該輻射貼片導(dǎo)體附著到帶有金屬底板的介電基板上模式，并且可以根據(jù)天線的輻射特性將貼片導(dǎo)體設(shè)計(jì)成各種形狀。它通常用于頻率高于100 MHz的低剖面結(jié)構(gòu)集聚效應，通常由薄的介電層（稱為基板）表面組成貢獻，并在接地面上放置了矩形或正方形的金屬貼片。補(bǔ)丁可以這樣制作：光刻：由于制造相互融合，成本低廉且易于批量生產(chǎn)選擇適用。 如前所述，彎曲天線可用于減小標(biāo)簽天線的物理尺寸并滿足標(biāo)簽微型化的設(shè)計(jì)要求提單產。對于縫隙天線核心技術，也可以使用彎曲的概念。實(shí)際上設計，彎曲縫隙天線適用于高頻微波波段的RFID標(biāo)簽創新能力，可以有效減小天線尺寸，并具有良好的性能主動性。市場前景廣闊發展。研究方法與彎曲偶極天線相似，采用矩量法研究縫隙彎曲次數(shù)範圍，縫隙天線的高度效果，位置，寬度和尺寸對諧振特性的影響。矩形天線溝通機製。 彎曲的縫隙天線，平板尺寸為LxW體系，縫隙的彎曲寬度和高度分別為s和h宣講活動，縫隙中心與饋電點(diǎn)之間的距離如下。這些參數(shù)的更改包括：縫隙天線諧振特性註入新的動力，反射系數(shù)快速融入，天線效率等 基于各種彎曲參數(shù)對縫隙天線性能的影響，可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)計(jì)用于UHF射頻識別標(biāo)簽的縫隙天線工藝技術，并可以制作特定的物理天線發揮作用。在UHF標(biāo)簽天線設(shè)計(jì)領(lǐng)域，彎曲縫隙天線有望成為更廣闊的發(fā)展方向。  除了減小物理尺寸的問題（這一直是RFID標(biāo)簽天線設(shè)計(jì)中經(jīng)常注意到的問題）外十分落實，進(jìn)一步改善了微型天線的帶寬和增益特性規模，以擴(kuò)展實(shí)際應(yīng)用范圍并擴(kuò)展交叉極化。通過分析小型天線的特性可以弄清這一點(diǎn)作用。極化純度也是重要的研究方向。此外，涵蓋各種頻率的復(fù)雜天線設(shè)計(jì)銘記囑托，多標(biāo)簽天線優(yōu)化分配技術(shù)強大的功能，閱讀器智能波束掃描天線陣列技術(shù)，設(shè)計(jì)仿真軟件和平臺充分發揮，標(biāo)簽天線和附屬介質(zhì)匹配技術(shù)與時俱進，一致的干擾預(yù)防以及安全性和可靠性技術(shù)都是值得繼續(xù)研究。 其中解決方案，片上天線技術(shù)已成為最近研究中的熱點(diǎn)問題更優質。隨著RFID技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，RFID標(biāo)簽對小型化不斷豐富，輕便方案，多功能，低功耗和低成本的要求不斷提高同時，但是目前實施體系，RFID標(biāo)簽仍使用片外獨(dú)立天線。 Q（品質(zhì)因數(shù)）值高幅度，制造容易技術創新，價格合理。缺點(diǎn)是它體積大各有優勢，易碎技術發展，不能用于動物產(chǎn)品的防偽或生物標(biāo)記等工作。如果天線可以集成到標(biāo)簽芯片中資料，則無需外部設(shè)備即可運(yùn)行自動化，從而使整個標(biāo)簽更小，更方便使用集成，從而導(dǎo)致對片上天線技術(shù)的研究規模最大。 將天線集成到芯片上可以簡化原始標(biāo)簽的生產(chǎn)過程，不僅可以降低成本，而且可以提高可靠性重要手段。片上天線作為能量接收器和信號傳感器決定了整個系統(tǒng)的性能，其基本出發(fā)點(diǎn)是使用法拉第電磁感應(yīng)原理橫向協同。外部磁場能量被轉(zhuǎn)換為用作整個芯片的工作功率的芯片上電源電壓不折不扣，同時再獲，由于電磁場變化而導(dǎo)致的芯片上電流或電壓變化如下。它用于識別接收到的信號最深厚的底氣。由于其自身的輸出阻抗敢於挑戰，通過改變外部磁場，信號被傳輸?shù)浇邮斩吮３址€定。迄今為止提供堅實支撐，以?biāo)準(zhǔn)CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的片上天線仍使用基于硅的集成螺旋電感器作為其基本結(jié)構(gòu)。 除了RFID標(biāo)簽的內(nèi)部設(shè)計(jì)之外，在諸如RFID智能平臺（智能表）天線等領(lǐng)域的研究也引起了人們的關(guān)注。 |
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