RFID中电子标签天线设计
RFID系统中的PCB环型天线设计
RFID系统中的PCB环型天线设计环型天线设计[日期：2008-1-7] 来源：单片机及嵌入式系统应用 作者：江苏技术师范学院刘舒祺 牟志刚[字体：大中小]摘要本文实现了RFID系统中的一种PCB环型天线设计。
在对天线的工作原理进行分析的基础上，提出基于13．56 MHz、200 mw的低功率阅读器的天线设计方法，并给出天线的设计和调试过程。
关键词PCB环型天线设计RFID调试引言天线是一种转能器。
发射时，它把发射机的高频电流转化为空间电磁波；接收时，它又把从空间截获的电磁波转换为高频电流送入接收机。
对于设计一个应用于射频识别系统中的小功率、短距离无线收发设备，天线设计是其中的重要部分。
良好的天线系统可以使通信距离达到最佳状态。
天线的种类很多，不同的应用需要不同的天线。
在小功率、短距离的RF ID系统中，需要一个通信可靠、价格低廉的天线系统，PCB环型天线是比较常用的一种。
所设计的RFID阅读器使用的射频芯片是RI-R6C-001A。
由于该芯片要求的天线阻抗为50 Ω，工作于13，56 MHz，因此在设计中，采用PCB环型天线。
PCB环型天线是电小环天线的一种。
所谓电小环天线，一般定义为。
其中：l为天线的最大几何尺寸；λ为工作波长。
1 PCB环型天线的设环型天线的设计计天线主要是基于TI公司的ASIC设计的，用于200mW的低功率阅读器，适合于所选的射频芯片。
图1是制作的PCB环型天线。
图2显示了该矩形环型天线的几何尺寸。
图中将要在计算中用到的物理参数有以下4个：A1，环型天线宽度(m)；A2，环型天线长度(m)；B1，环型导体厚度(m)；B2，环型导体宽度(m)。
对于PCB环型天线，导线厚度B1就是TOP层上铜走线的厚度。
在计算天线的参数时，矩形天线可以简化为一个正方形等效电路模型，而二维平面的环型导体可以等效为圆形截面的导线。
由图2可知，正方形等效电路的边长为：。
这个等效边长在以后的环面积、感应系数的计算中都要用到。
超高频RFID天线设计技术研究
超高频RFID天线设计技术研究王宜菲【摘要】在RFID系统中,一个很重要的指标就是读写距离,影响读写距离的重要参数则是读写器天线和标签天线的设计.天线设计是RFID无线射频识别系统设计的关键部分,设计出合适的天线是确保系统正常通信的前提.从近场耦合天线的理论分析着手,通过实际RFID项目中的总结,结合实际RFID系统天线设计所需主要考虑的物理参量,并根据这些参量确定设计步骤.%In RFID system, the key index is the readable distance. The important parameters that affect the reading distance is those of RFID reader antenna and tag antenna performance. Antenna design is the key part of RFID system design. Designing an appropriate antenna is the precondition of insuring the normal communication. Proceeding from the theory of near field coupling, the physical parameters which should be taken into account in RFID design were designed.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2012(035)011【总页数】3页(P113-114,119)【关键词】RFID技术;阅读器天线;RFID电子标签天线;天线设计【作者】王宜菲【作者单位】69036部队,新疆库尔勒841000【正文语种】中文【中图分类】TN827-340 引言RFID无线射频识别技术(Radio Frequency Identification，RFID)的应用由来已久，最早可追溯到第二次世界大战时，英国空军飞机使用的敌我飞机识别系统。
RFID电子标签及其天线制造技术
作 者 简 介 ： 峰 勇 （ ９８） 男 ， 北 人 ， 程 师 ， 在 中 国乐 凯胶 片 集 章 １ ７一 ， 湖 工 现
团公 司从 事膜 材 料 方 面 的研 究 。
息数 据 ，通 过 与 互 联 网 技 术 进 一 步结 合 还 可 以 实
现全 球 范 围内 的 目标 跟踪 与信 息共 享［ 。 １ ］ 作 为一项 具 有广 泛 应用 前 景 的技 术 ，Ｒ Ｉ 产 ＦＤ 品近年来 已被 广 泛 应 用 于 物 流 与 供 应 链 管 理 、防 伪 和安 全 控 制 、交 通 、生 产 管 理 与 控 制 、识 别 和
市场 。 目 前 ， 国 内 外 的 许 多 应 用 试 验 已 证 明 ，
收 稿 日期 ：０ ８ ９—１ ２ ０ —０ ６
可 以分 为 有 源 电子 标 签 和 无 源 电子 标 签 ，有 源 电
子标 签 内装有 电池 ，无 源 射 频 标 签 没 有 内装 电池 ；
依 据工 作 频 率 的不 同 可 分 为 低 频 电 子标 签 、高 频
Ｒ Ｉ Ｆ Ｄ技 术 的 应 用 领 域 及 市 场 前 景 ，最 后 着 重 讨论 ＲＦＤ 电子 标 签 天 线 的制 造 技 术 。 Ｉ 关 键 词 ：Ｒ Ｉ Ｆ Ｄ；电 子 标 签 ；应 用 领 域 及 市 场 前 景 ； 天 线 中 图分 类 号 ：ＴＱ９ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１ ０ ５ ２ 一 （０ ８ ６ ０ ４— ６ ０ ９— ６ ４ ２ ０ ）０ —０ ４ ０
分 组成 。（ ）电子标 签 ： 由芯 片和 标 签 天线 或 线 圈 １
RFID系统中的PCB环型天线设计
RFID系统中的PCB环型天线设计摘要本文实现了RFID系统中的一种PCB环型天线设计。
在对天线的工作原理进行分析的基础上，提出基于13．56 MHz、200 mw 的低功率阅读器的天线设计方法，并给出天线的设计和调试过程。
关键词PCB环型天线设计RFID调试引言天线是一种转能器。
发射时，它把发射机的高频电流转化为空间电磁波；接收时，它又把从空间截获的电磁波转换为高频电流送入接收机。
对于设计一个应用于射频识别系统中的小功率、短距离无线收发设备，天线设计是其中的重要部分。
良好的天线系统可以使通信距离达到最佳状态。
天线的种类很多，不同的应用需要不同的天线。
在小功率、短距离的RFID系统中，需要一个通信可靠、价格低廉的天线系统，PCB环型天线是比较常用的一种。
所设计的RFID阅读器使用的射频芯片是RI-R6C-001A。
由于该芯片要求的天线阻抗为50 Ω，工作于13，56 MHz，因此在设计中，采用PCB环型天线。
PCB环型天线是电小环天线的一种。
所谓电小环天线，一般定义为。
其中：l为天线的最大几何尺寸；λ为工作波长。
1 PCB环型天线的设计天线主要是基于TI公司的ASIC设计的，用于200mW的低功率阅读器，适合于所选的射频芯片。
图1是制作的PCB环型天线。
图2显示了该矩形环型天线的几何尺寸。
图中将要在计算中用到的物理参数有以下4个：A1，环型天线宽度(m)；A2，环型天线长度(m)；B1，环型导体厚度(m)；B2，环型导体宽度(m)。
对于PCB环型天线，导线厚度B1就是TOP层上铜走线的厚度。
在计算天线的参数时，矩形天线可以简化为一个正方形等效电路模型，而二维平面的环型导体可以等效为圆形截面的导线。
由图2可知，正方形等效电路的边长为：。
这个等效边长在以后的环面积、感应系数的计算中都要用到。
环型导体等效导线截面圆半径B由下式给出：在静电学上，等效圆导线半径表示该半径下的圆导线所具有的电容与截面是非圆形导体所具有的电容相等。
RFID电子标签天线设计指南之详细讲解
RFID电子标签天线设计指南之详细讲解1 引言射频识别是一种使用射频技术的非接触自动识别技术，具有传输速率快、防冲撞、大批量读取、运动过程读取等优势，因此，RFID 技术在物流与供应链管理、生产管理与控制、防伪与安全控制、交通管理与控制等各领域具有重大的应用潜力。
目前，射频识别技术的工作频段包括低频、高频、超高频及微波段，其中以高频和超高频的应用最为广泛。
2 RFID技术原理RFID系统主要由读写器(target)、应答器(RFID标签)和后台计算机组成，其中，读写器实现对标签的数据读写和存储，由控制单元、高频通信模块和天线组成，标签主要由一块集成电路芯片及外接天线组成，其中电路芯片通常包含射频前端、逻辑控制、存储器等电路。
标签按照供电原理可分为有源(acTIve)标签、半有源(semiacTIve)标签和无源(passive)标签，无源标签因为成本低、体积小而备受青睐。
RFID系统的基本工作原理是：标签进入读写器发射射频场后，将天线获得的感应电流经升压电路后作为芯片的电源，同时将带信息的感应电流通过射频前端电路变为数字信号送入逻辑控制电路进行处理，需要回复的信息则从标签存储器发出，经逻辑控制电路送回射频前端电路，最后通过天线发回读写器。
3 RFID系统中的天线从RFID技术原理上看，RFID标签性能的关键在于RFID标签天线的特点和性能。
在标签与读写器数据通信过程中起关键作用是天线，一方面，标签的芯片启动电路开始工作，需要通过天线在读写器产生的电磁场中获得足够的能量;另一方面，天线决定了标签与读写器之间的通信信道和通信方式。
因此，天线尤其是标签内部天线的研究就成为了重点。
3.1 RFID系统天线的类别按RFID标签芯片的供电方式来分，RFID标签天线可以分为有源天线和无源天线两类。
有源天线的性能要求较无源天线要低一些，但是其性能受电池寿命的影响很大：无源天线能够克服有源天线受电池限制的不足，但是对天线的性能要求很高。
电子标签_RFID_天线的印制技术
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１．１ 蚀刻法 蚀刻法也称印制腐蚀法，也称减成法印制。
先在一个底基载体（如塑料）上面覆盖一层 ２０µｍ￣２５µｍ 厚的铜或铝，另外制作一张天线阳图 的丝网印版，用网印的方法将抗蚀剂印在铜或铝
工艺的制作过程产生大量含金属和化学物质的废液， 对环境造成较大的污染，直接印制法采用导电油墨 直接在底基上进行印制，不含侵蚀性材料，化学试 剂的使用较少或没有，具有“绿色”环保的优点。 所以，直接印制法是值得推广和发展的电子标签印
特点 印制速度
平台丝网印制 轮转丝网印制
低
高
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属粉（如银粉）制成纳米级银粉来制造导电油墨，
底基材料
单张
卷筒
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器）随时获得这件产品的相关信息。电子标签是时
电子标签是应答器，用来响应读写器的指令，并报
下最为先进的非接触感应技术，自从 １ ９ ９ ８ 年，美
告处理结果。电子标签由标签天线和标签芯片两部
Printed Circuit Information 印制电路信息 ２００７ Ｎｏ．６
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１．３ 直接印制法 直接印制法是直接用导电油墨在绝缘基板（薄
转与 移评
膜、纸张等）上印制导电线路， 形成天线和电路，
论⁝
具体的工艺流程见图 ４ 。直接印制法制作电子标签
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跟蚀刻法和电镀法相比主要有三个方面的优点：
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电子标签读取距离限制的影响因素和优化方案
电子标签读取距离限制的影响因素和优化方案随着物联网技术的发展，电子标签（RFID）在物流、零售、制造等领域得到了广泛应用。
然而，电子标签读取距离的限制成为了其应用的一个瓶颈。
本文将探讨电子标签读取距离限制的影响因素以及优化方案。
一、影响因素1.1 频率电子标签的读取距离与其工作频率有关。
一般来说，工作频率越高，读取距离越远。
常见的电子标签工作频率包括低频（LF）、高频（HF）和超高频（UHF）。
低频标签的读取距离较短，一般在几厘米内；高频标签的读取距离较中等，一般在几十厘米内；而超高频标签的读取距离较远，可以达到几米甚至几十米。
1.2 标签天线设计电子标签的天线设计也是影响读取距离的重要因素。
天线是电子标签与读写器之间的桥梁，负责接收和发送无线信号。
天线的尺寸、形状和材料都会对读取距离产生影响。
一般来说，天线尺寸越大，读取距离越远。
此外，合理的天线设计可以减少信号衰减和干扰，提高读取距离。
1.3 环境干扰电子标签的读取距离还受到环境干扰的影响。
例如，金属、水和混凝土等材料会对电子标签的信号传输造成衰减，从而影响读取距离。
此外，电子标签与读写器之间的障碍物也会减少读取距离。
因此，在应用中需要合理选择标签和读写器的放置位置，避免环境干扰。
二、优化方案2.1 选择合适的工作频率根据应用需求，选择合适的工作频率是优化电子标签读取距离的一个关键方案。
低频标签适用于近距离读取，适合于物品追踪和门禁等场景；高频标签适用于中等距离读取，适合于图书馆管理和物流追踪等场景；超高频标签适用于远距离读取，适合于仓储管理和车辆识别等场景。
2.2 优化标签天线设计优化标签天线设计可以提高读取距离。
例如，增加天线尺寸、改变天线形状和材料等都可以增加读取距离。
此外，合理选择天线的布局和方向，可以减少信号干扰和衰减，提高读取效果。
2.3 信号增强技术为了增加电子标签的读取距离，可以采用信号增强技术。
例如，利用中继器或增强天线等设备，可以将读写器的信号增强后传输到电子标签，从而扩大读取范围。
RFID标签天线的与设计
传输系 τ 的增大而增大，所以理想情况下标签天线的输入阻抗要设计
成与标签芯片的输入阻抗共扼匹配。
(a)Qc=1 或 Qc=-1
(b)Qc=10 或 Qc=-10
图 1 功率传输系数 τ 与天线归一化阻抗 ra、xa 的关系图
2）对于同样的 ra 和 xa 值，Qc 的绝对值越小时，τ 的值越大，在共扼 匹配的情况下，对应的天线辐射效率越高。 值得注意的是，标签芯片的 输入阻抗的虚部都是远大于实部的，这要求在设计芯片时保证尽可能 大的输入阻抗实部实现范围，进而在天线设计时可以获得较大的阻抗 实部取得较小的 Q 值．
从天线吸收的功率为：
Pc=Pa·τ
（3）
如果定义 ra=Ra ／ Rc x=Xa ／ Xc 由公式（2）可得：
τ=
4ra
2
（4）
1+ra+jQc(1+xa)
其中 Qc=Xc ／ Rc，进一步可得 ra，xa 的方程如下
2
姨 姨 姨姨 ra-
2 -1 τ
2
2
+Qc [xa +1] =
4
(1-τ)
τ
（5）
【 关 键 词 】RFID ； 标 签 天 线 ； 仿 真 测 试 ；HFSS The Research and design of RFID Tag Antennas YANG Jun-ping WU Xin-hui
(Department of Electronic Information and Electrical Engineering, Anyang Institute of Technology, Anyang Henan ，455000, China) 【Abstract】With the development of the RFID technology, the tag antenna design has gradually become a new hotspot. In the paper, the key technology of RFID tag antenna, in RFID system works at 915MHz. According to the theory of tag antenna, a mono -pole plane antenna with S structure, is designed, whose total size is 36mm×100mm. The center frequency of the antenna is 915MHz, and the pass-band is 902MHz ~ 928MHz (VSWR<2). Furthermore the orientation performance is also good at the resonant frequency. 【Key words】RFID; Tag antenna; Simulation testing; HFSS