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近年來人們開始開發應用非接觸式IC 卡來逐步替代接觸式ICSN104939DGNR 卡其中射頻識別( RFID radio frequency identification) 卡就是一種典型的非接觸式IC卡，然而RFID 在不同的應用環境中需要采用不同天線通訊技術來實現數據交換的.
自1970 年第一張IC 卡問世起 IC 卡成為當時微電子技術市場增長最快的產品之一到1996 年全世界發售IC 卡就有7 億多張 . 但是這種以接觸式使用的IC 卡有其自身不可避免的缺點即接觸點對腐蝕和污染缺乏抵抗能力大大降低了IC 卡的使用壽命和使用范圍. 近年來人們開始開發應用非接觸式IC 卡來逐步替代接觸式IC 卡其中射頻識別(RFID radio frequency identification) 卡就是一種典型的非接觸式IC卡它是利用無線通信技術來實現系統與IC 卡之間數據交換的顯示出比一般接觸式IC 卡使用更便利的優點已被廣泛應用于制作電子標簽或身份識別卡. 然而RFID 在不同的應用環境中需要采用不同天線通訊技術來實現數據交換的. 這里我們將首先通過介紹RFID 應用系
統的基本工作原理來具體說明射頻天線的設計是RFID 不同應用系統的關鍵然后分別介紹幾種典型的RFID 天線及其設計原理最后介紹利用Ansoft HFSS 工具來設計了一種全向的RFID 天線.
1 RFID 技術原理
通常情況下 RFID 的應用系統主要由讀寫器和RFID SN104939DGNR卡兩部分組成的如圖1 所示. 其中讀寫器一般作為計算機終端用來實現對RFID 卡的數據讀寫和存儲它是由控制單元、高頻通訊模塊和天線組成.而RFID 卡則是一種無源的應答器主要是由一塊集成電路( IC) 芯片及其外接天線組成其中RFID 芯片通常集成有射頻前端、邏輯控制、存儲器等電路 有的甚至將天線一起集成在同一芯片上 . RFID 應用系統的基本工作原理是RFID 卡進入讀寫器的射頻場后由其天線獲得的感應電流經升壓電路作為芯片的電源同時將帶信息的感應電流通過射頻前端電路檢得數字信號送入邏輯控制電路進行信息處理;所需回復的信息則從存儲器中獲取經由邏輯控制電路送回射頻前端電路最后通過天線發回給讀寫器. 可見RFID 卡與讀寫器實現數據通訊過程中起關鍵的作用是天線. 一方面無源的RFID 卡芯片要啟動電路工作需要通過天線在讀寫器天線產生的電磁場中獲得足夠的能量;另一方面天線決定了RFID 卡與讀寫器之間的通訊信道和通訊方式.
目前RFID 已經得到了廣泛應用且有國際標準:ISO10536 ISO14443 ISO15693 ISO18000 等幾種. SN104939DGNR這些標準除規定了通訊數據幀協議外還著重對工作距離、頻率、耦合方式等與天線物理特性相關的技術規格進行了規范. RFID 應用系統的標準制定決定了RFID天線的選擇下面將分別介紹已廣泛應用的各種類型的RFID 天線及其性能.
2 RFID 天線類型
RFID 主要有線圈型、微帶貼片型、偶極子型3 種基本形式的天線. 其中小于1 m 的近距離應用系統的RFID 天線一般采用工藝簡單、成本低的線圈型天線它們主要工作在中低頻段. 而1 m 以上遠距離的應用系統需要采用微帶貼片型或偶極子型的RFID 天線它們工作在高頻及微波頻段. 這幾種類型天線的工作原理是不相同的.
