一款实用的UHF-RFID标签天线设计.docx
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1、.超高频标签天线快速设计标签天线设计指标与结构分析本论文所设计的天线就小型化,结构简单易加工,与相应的标签芯片共轭匹配,并且保持天线各项性能完全达到指标。标签天线设计指标:1、天线阻抗与选用芯片阻抗共轭匹配;2、工作频带为920MHz,带内驻波比低于2;3、线极化,带宽内增益不低于2dBi,具有全向辐射特性;4、小尺寸,结构紧凑。设计了如下标签天线,如图5.1所示:图5.1简易天线的结构天线结构介质基底所采用的为FR4材质,介质尺寸32×32(mm2)介电常数是4.4,厚度为0.4mm,损耗是0.02,芯片尺寸0.2mm*0.2mm,天线整体尺寸为(mm3),弯折偶极子天线的参数尺寸
2、如表5-1所示:表5-1天线尺寸详细对照表尺寸参数L1L2L3L4W1W2大小单位(mm)1817162240.5天线的实物图如图5.2以及天线接上测试架的实物图,天线和测试架之间通过导电银胶粘连进行测试,如图5.3所示:图5.2 实物天线图5.3接上测试架的天线标签天线仿真及测试结果的分析本论文使用HFSS作为本文天线的仿真软件,以及测试所采用的仪器是安捷伦E8357A矢量网分仪,双端口S参数测试方法,以及设计标签天线依据的是IT公司研发的UI型超高频RFID标签芯片。测得该芯片在920MHz的阻抗约为,标签天线的仿真结果和实际测试分析如图5.4所示,标签天线输入阻抗的虚部,位于谐振频率附近
3、时,相对平坦,可以让标签天线与标签芯片在较宽的频段内实现共轭匹配,标签天线仿真的阻抗在920MHz时阻抗约为,实测标签天线频率在920MHz时的阻抗为,S11相比于仿真结果,谐振频率向左偏移了2MHz左右,不影响天线的实际应用,实测结果和仿真结果近似,能达到和芯片实现共轭匹配。用来描述标签天线和芯片间阻抗匹配程度,如图5.5所示:图5.4实测和仿真输入阻抗对比图 图5.5 S11实测和仿真数据对比图图5.6 电压驻波比VSWR图5.4和图5.6反应了标签芯片和天线的阻抗匹配状况,由实测图的结果可以得天线在谐振频率918MHz处的回波损耗为-25.34dB,由图5.6得电压驻波比为1.107(1
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