偶极子RFID标签天线的优化设计

RFID标签天线的设计由所选的标签芯片决定，为了优化标签天线的传输性能，天线的辐射电阻必须适应标签芯片的阻抗特性。天线的设计一直与50Ω或75Ω的标签芯片相匹配，随着RFID技术的发展，一些标签芯片的阻抗变得任意化，从而天线的设计也需要满足不同芯片的阻抗特性。图4给出了一种三线折叠半波偶极子天线的设计结构，该结构可以使天线得到较高的输人阻抗，从而更方便与标签芯片达到阻抗匹配。

该结构中，每根偶极子之间的宽度d应小于0．05λ。这种天线结构使得天线的辐射电阻能够达到简单半波偶极子的8倍左右，其辐射电阻值可由式(10)得到：

从式(10)可看出，该结构由若干参数决定，如偶极子宽度d1和d2，每根偶极子之间的距离W1和W2 。这些参数值直接影响天线辐射电阻值，为使标签达到最大效率，表1给出了RFID系统应用频率在868～915 MHz的天线结构参数值。

2．2 天线阻抗及RFID标签接收功率分析

图5给出了三线折叠半波偶极子天线和简单偶极子天线阻抗随频率变化的情况，可以看出，该结构的天线阻抗明显比简单偶极子高了很多，能够较好地与RFID标签芯片达到阻抗匹配。图6给出了应用该三线折叠偶极子天线及简单偶极子天线的RFID标签接收功率随频率的变化情况，可以看出，三线折叠偶极子天线结构使RFID标签的功率接收效率有了明显提高。

3 结论

对无源RFID标签半波偶极子天线总体的设计方法进行了讨论，提出了一种应用于868～915MHz的RFID标签天线的优化设计方案，并通过图形分析了天线的阻抗特性及RFID标签功率接收效率。用这种方案制作的半波偶极子天线简单、方便且费用低廉，可以使天线达到较高的输入阻抗来实现与一些RFID标签的匹配，从而有效提高RFID标签的功率接收效率。