rfid天線(xiàn)設(shè)計(jì)步驟有哪些?
rfid天線(xiàn)設(shè)計(jì)時(shí)不僅需要結(jié)合應(yīng)用場(chǎng)景去實(shí)際考慮,還需要針對(duì)具體應(yīng)用要求,在規(guī)定尺寸范圍內(nèi)進(jìn)行設(shè)計(jì)與芯片相匹配的天線(xiàn)。那么我們?cè)谠O(shè)計(jì)天線(xiàn)的過(guò)程中,就要重點(diǎn)解決規(guī)定的尺寸范圍及工作環(huán)境件下天線(xiàn)的輸入阻抗與芯片在工作頻段達(dá)到共軛匹配。除了天線(xiàn)阻抗匹配設(shè)計(jì)外,還要關(guān)注天線(xiàn)輻射效率、極化方向及輻射方向圖等參數(shù)。
rfid天線(xiàn)設(shè)計(jì)步驟有哪些?
根據(jù)設(shè)計(jì)要求(標(biāo)簽尺寸、工作頻帶、 匹配芯片、應(yīng)用條件等由要求提出),確定設(shè)計(jì)方案及目標(biāo)參數(shù),建立天線(xiàn)模型,并對(duì)天線(xiàn)模型進(jìn)行仿真計(jì)算。再根據(jù)仿真計(jì)算結(jié)果進(jìn)行調(diào)整設(shè)計(jì)模型,以達(dá)到預(yù)期目標(biāo)參數(shù)。在進(jìn)行天線(xiàn)設(shè)計(jì)的時(shí)候,通常各類(lèi)材料參數(shù)和結(jié)構(gòu)分布都是確定的,通常是條件確定的。不過(guò)RFID標(biāo)簽應(yīng)用范圍廣,如果通常材料的介電常數(shù)等不能確定,天線(xiàn)在此環(huán)境下的輸入阻抗及其他參數(shù)成為未知,這就需要通過(guò)測(cè)試確定其參數(shù)。
1、標(biāo)簽天線(xiàn)的等效測(cè)量
從標(biāo)簽天線(xiàn)的一般設(shè)計(jì)方法可見(jiàn),設(shè)計(jì)之關(guān)鍵是測(cè)試。RFID天線(xiàn)分為高頻和超高頻,高頻的天線(xiàn)通??珊雎越殡娪绊懀芍苯油ㄟ^(guò)電橋或阻抗分析儀測(cè)量其電感及分布電容。超高頻天線(xiàn)的精確測(cè)量較難實(shí)現(xiàn),通常以等效測(cè)量方式以實(shí)現(xiàn)。下面就介紹兩種適用于超高頻RFID天線(xiàn)設(shè)計(jì)的測(cè)量方法:
(1)諧振法測(cè)量等效介電常數(shù)
UHF標(biāo)簽天線(xiàn)輸入阻抗對(duì)材料比較敏感,當(dāng)貼附在不同材料上時(shí),其阻抗變化量通常存在較大差異。等效介電常數(shù)是指把復(fù)合材料等效成一均質(zhì)材料,把復(fù)合材料對(duì)天線(xiàn)的綜合影響等效成均質(zhì)材料影響。
輸入阻抗曲線(xiàn)圖,可以了解到天線(xiàn)輸入阻抗的實(shí)部在多少頻段附近達(dá)到最大值和最小值,對(duì)應(yīng)的最大值和最小值就是天線(xiàn)的諧振頻段。
然后按照復(fù)合板尺寸進(jìn)行仿真計(jì)算,計(jì)算出復(fù)合板的介電常數(shù)值時(shí),同時(shí)可得到天線(xiàn)輸入阻抗仿真計(jì)算實(shí)部最大值。復(fù)合板等效介電常數(shù)已確定,即可按正常設(shè)計(jì)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)標(biāo)簽天線(xiàn)。
(2)縮尺模型技術(shù)應(yīng)用與比例測(cè)量法
縮尺模型技術(shù)是指在滿(mǎn)足一定條件下,將天線(xiàn)按一定縮尺比例縮小(或放大),其特性參數(shù)也滿(mǎn)足這一比例呈函數(shù)變化。
縮尺模型技術(shù)通常為了便于測(cè)試,制作適于測(cè)試的模型進(jìn)行等效測(cè)試,RFID標(biāo)簽天線(xiàn)的設(shè)計(jì)測(cè)量也可以直接采用縮尺模型技術(shù)進(jìn)行等效測(cè)量。通過(guò)比例測(cè)算法可直接確定在復(fù)雜環(huán)境下設(shè)計(jì)目標(biāo),較等效介電常數(shù)測(cè)算法更快捷,工作量減小,該方法在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中實(shí)用性較高。
2、標(biāo)簽天線(xiàn)設(shè)計(jì)頻帶的確定
超高頻RFID因每個(gè)國(guó)家的頻段標(biāo)準(zhǔn)不同,因此標(biāo)簽天線(xiàn)設(shè)計(jì),首先要根據(jù)要求確定設(shè)計(jì)頻帶。應(yīng)用天線(xiàn)等效測(cè)算法進(jìn)行天線(xiàn)設(shè)計(jì),天線(xiàn)設(shè)計(jì)頻帶還要乘以比例系數(shù)K。
公式如下:
Fmin=Fmin標(biāo)×K=最小頻段
Fmax=Fmax標(biāo)×K=最大頻段
只要使天線(xiàn)在這個(gè)頻帶的特性參數(shù)達(dá)到目標(biāo)值卻可。應(yīng)用天線(xiàn)等效測(cè)算法進(jìn)行天線(xiàn)設(shè)計(jì),可以省去較多仿真計(jì)算工作,特別是明確在簡(jiǎn)單條件(純天線(xiàn))下的頻帶,這會(huì)使原本復(fù)雜的計(jì)算簡(jiǎn)單化。
3、動(dòng)態(tài)阻抗匹配的設(shè)計(jì)
芯片的輸入阻隨頻率變化而變化。當(dāng)芯片綁定到天線(xiàn)上時(shí),還會(huì)增加分布電容,芯片的實(shí)際輸入阻抗與標(biāo)稱(chēng)值還存在一定差異。為了使標(biāo)簽?zāi)軌蚍€(wěn)定工作,滿(mǎn)足較寬頻帶內(nèi)阻抗匹配,通常標(biāo)簽天線(xiàn)設(shè)計(jì)時(shí)考慮芯片的輸入阻抗的動(dòng)態(tài)變化,做動(dòng)態(tài)阻抗匹配設(shè)計(jì)。
rfid天線(xiàn)設(shè)計(jì)步驟有基本上是固定的,即使是應(yīng)用在復(fù)雜介質(zhì)環(huán)境下的RFID天線(xiàn),只要掌握了合適的設(shè)計(jì)方案,就能讓原本復(fù)雜的工作變得更簡(jiǎn)單,同時(shí)設(shè)計(jì)的目標(biāo)、周期、成本都會(huì)更可控更透明。