金屬表面超高頻RFID印刷標簽天線設計
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當此標簽固定在金屬表面(無論使用標簽的哪一個面貼于金屬)使用時，標簽天線可以等效成PIFA天線模型(如圖3所示)。此時金屬平面作為天線的反射面，對天線的性能將產(chǎn)生有益的影響。圖3中尺寸結構：w=45 mm，l=95 mm，h=5 mm，w1=31 mm。本文引用地址：http://2s4d.com/article/156369.htm
3 理論分析與仿真
標簽天線貼于介質表面時等效為PIFA結構，所以該標簽天線也滿足λ／4諧振條件，其諧振頻率fr主要與貼片的長度l和寬度w有關。它們之間的關系可近似表示為：fr=c／[4(l+w)]，其中c表示光速。
3．1 天線的阻抗分析
常用標簽的芯片阻抗通常不是標準的50 Ω，芯片阻抗一般呈容性，為實現(xiàn)芯片與天線的阻抗匹配，通過射頻仿真軟件HFSS對天線進行了優(yōu)化。設計中采用的標簽芯片阻抗為24-j195 Ω，所以需要匹配的天線的目標阻抗應為24+j195 Ω。天線的阻抗匹配可以通過調整天線的開槽長度來實現(xiàn)，如圖4所示為開槽長度w1對天線阻抗的影響。
通過對天線阻抗特性進行參數(shù)掃描分析可知，w1的變化對天線的阻抗影響較大，當開槽長度w134 mm時，阻抗變化比較平緩，整個天線呈感性；當開槽長度繼續(xù)增加時，天線的實部阻抗會急劇增加，天線表現(xiàn)為容性。通過仿真分析發(fā)現(xiàn)，在開槽長度w1=31mm時，阻抗為11+j19 4Ω，此時與標簽芯片的阻抗?jié)M足共軛匹配。
3．2 金屬面大小對天線的影響
由于電子標簽貼附在有限的金屬接地面上，在研究天線的電特性參數(shù)時還要考慮接地面的大小對天線實際增益的影響，表1列出了電子標簽分別位于金屬表面面積為45 mm×45 mm，100 mm×100 mm，200 mm×200 mm，400 mm×400 mm天線的增益變化情況。
表1中數(shù)據(jù)顯示標簽在45 mm×45 mm的金屬表面工作(相當于標簽天線單獨工作)時，天線增益較低，只有0．27 dBi。隨著金屬表面面積的增加，天線的增益也會有所增強，但天線的增益也并不是無限增大的。測試中發(fā)現(xiàn)，在金屬表面面積增加到一定大小時，天線的輻射方向會發(fā)生畸變，使得垂直于輻射面的輻射場減弱，此時天線的增益會有所下降。
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