折疊偶極天線基本原理
發布時間:2009/2/11 0:00:00 訪問次數:1014
在rf裝置中,當工作頻率增加到微波區域的時候,除了射頻電路的設計外,一個好的rfid標簽還要有好的天線設計。在選擇天線時,需考慮的因素包括天線的類型、天線的阻抗、貼標簽物品的rf性能、圍繞貼標簽物品的其它物品的rf性能。
天線類型的選擇必須使它的阻抗與自由空間和asic匹配,天線的目標是傳輸最大的能量進出標簽芯片,這就需要仔細地設計天線及其自由空間,讓它和相連的標簽芯片有最好的匹配。而折疊偶極子天線能通過選擇合適的幾何參數來獲得所需的輸入阻抗。端接的、傾斜的、折疊的偶極子天線性能非常出色,與半波偶極子天線相比尺寸要小很多,具有增益高、頻率覆蓋寬和噪聲低的優點,若配合銅焊電氣端子和不平衡變壓器,能最大限度地提升增益、阻抗匹配和帶寬。
折疊偶極子天線原理
折疊短片(shoaed—patch)天線的結構演變見圖1。稱之為折疊短片s—p結構是因為這種天線由傳統的微帶片發展而來。眾所周知,傳統的矩形片天線在基本工作模式下天線長度是k。/2,如圖1(a)所示。考慮到圍繞片中間的電場弱化,我們能利用金屬屏蔽縮短中線周圍片塊而不明顯改變天線固有頻率,由此得到長度為λ0/4的s—p天線,如圖l(b)所示。接著我們反向折疊s—p天線短片塊和接地面為一體,如圖l(c)所示。注意到折疊s—p天線的整個電氣長度變化不大,但天線實際長度將減半為λ0/8。最后,我們在右邊新增加一塊接地面(原始的接地面已經變為天線上片塊)并且壓縮折疊片塊為一體,形成如圖l(d)的標準折疊短片s—p天線,該折疊天線能用不同方法集成到射頻電路板上。
圖1 折疊天線的結構演變
折疊偶極子天線的結構演變見圖2,折疊偶極子天線的構造見圖3。可見兩個折疊線取代了一般偶極子天線的直形線,跟以往的折疊偶極子天線不同,該天線不是一個閉合環,它的折疊末端仍是開放的。折疊偶極子天線本質上是一個兩端折疊后用一個無感電阻連接的環型天線。折疊偶極子天線具有5:l或6:l的頻率特征,這意味著它可以有效工作在設計的最低頻率到5或6倍的頻率問。例如,折疊偶極子天線的設計最佳頻率在4.9 mhz,但可以工作在一直到25~29 mhz的頻率范圍。此種開放末端結構提供了阻抗調整的巨大空間,特別是輸人阻抗x 需設計的變化阻抗由天線的幾何參數l1、l2、l3來確定,而跟帶寬關系不大。
圖2 偶極子天線的結構演變
圖3 折疊偶極子天線的構造
歡迎轉載,信息來源維庫電子市場網(www.dzsc.com)
在rf裝置中,當工作頻率增加到微波區域的時候,除了射頻電路的設計外,一個好的rfid標簽還要有好的天線設計。在選擇天線時,需考慮的因素包括天線的類型、天線的阻抗、貼標簽物品的rf性能、圍繞貼標簽物品的其它物品的rf性能。
天線類型的選擇必須使它的阻抗與自由空間和asic匹配,天線的目標是傳輸最大的能量進出標簽芯片,這就需要仔細地設計天線及其自由空間,讓它和相連的標簽芯片有最好的匹配。而折疊偶極子天線能通過選擇合適的幾何參數來獲得所需的輸入阻抗。端接的、傾斜的、折疊的偶極子天線性能非常出色,與半波偶極子天線相比尺寸要小很多,具有增益高、頻率覆蓋寬和噪聲低的優點,若配合銅焊電氣端子和不平衡變壓器,能最大限度地提升增益、阻抗匹配和帶寬。
折疊偶極子天線原理
折疊短片(shoaed—patch)天線的結構演變見圖1。稱之為折疊短片s—p結構是因為這種天線由傳統的微帶片發展而來。眾所周知,傳統的矩形片天線在基本工作模式下天線長度是k。/2,如圖1(a)所示。考慮到圍繞片中間的電場弱化,我們能利用金屬屏蔽縮短中線周圍片塊而不明顯改變天線固有頻率,由此得到長度為λ0/4的s—p天線,如圖l(b)所示。接著我們反向折疊s—p天線短片塊和接地面為一體,如圖l(c)所示。注意到折疊s—p天線的整個電氣長度變化不大,但天線實際長度將減半為λ0/8。最后,我們在右邊新增加一塊接地面(原始的接地面已經變為天線上片塊)并且壓縮折疊片塊為一體,形成如圖l(d)的標準折疊短片s—p天線,該折疊天線能用不同方法集成到射頻電路板上。
圖1 折疊天線的結構演變
折疊偶極子天線的結構演變見圖2,折疊偶極子天線的構造見圖3。可見兩個折疊線取代了一般偶極子天線的直形線,跟以往的折疊偶極子天線不同,該天線不是一個閉合環,它的折疊末端仍是開放的。折疊偶極子天線本質上是一個兩端折疊后用一個無感電阻連接的環型天線。折疊偶極子天線具有5:l或6:l的頻率特征,這意味著它可以有效工作在設計的最低頻率到5或6倍的頻率問。例如,折疊偶極子天線的設計最佳頻率在4.9 mhz,但可以工作在一直到25~29 mhz的頻率范圍。此種開放末端結構提供了阻抗調整的巨大空間,特別是輸人阻抗x 需設計的變化阻抗由天線的幾何參數l1、l2、l3來確定,而跟帶寬關系不大。
圖2 偶極子天線的結構演變
圖3 折疊偶極子天線的構造
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