UHF頻段RFID近場天線的阻抗測量方法
引言
本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/156393.htm超高頻(UHF)頻段的射頻識別(RFID)近場讀寫器天線(NFRA)由于其在單品識別方面應(yīng)用的潛力[1],對環(huán)境的不敏感性和比HF 天線更高的讀寫速度,正引起多方面的關(guān)注。UHF 頻段的 NFRA 通常采用帶有平衡端口的電大環(huán)結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。
對于 NFRA 來說,良好的匹配網(wǎng)絡(luò)是至關(guān)重要的[2,3]。通常UHF 頻段的NFRA 天線都被設(shè)計成安裝在金屬腔體里來減小環(huán)境對天線性能的影響,如圖1 所示。但是由于金屬腔體的存在,天線的阻抗會隨頻率的變化而劇烈變化,這將導(dǎo)致在仿真軟件中得到的阻抗值不夠精確,在此不精確的阻抗基礎(chǔ)上很難設(shè)計出性能良好的匹配網(wǎng)絡(luò)。通常,我們將NFRA 的設(shè)計分成3 個步驟:
1. 首先是環(huán)天線的設(shè)計和加工;
2. 第二步是環(huán)天線阻抗的測量;
3. 第三部是匹配網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計以及匹配網(wǎng)絡(luò)和環(huán)天線的聯(lián)合仿真在這篇文章中,我們針對步驟2 設(shè)計了一種聯(lián)合使用同軸線和de-embedding 技術(shù)來得出天線精確阻抗的方法。在這種方法得到的阻抗的基礎(chǔ)上,來完成匹配網(wǎng)絡(luò)和NFRA 天線的設(shè)計制作。
圖 1 UHF RFID 近場讀寫器天線的結(jié)構(gòu)
1 測量方法
一般的,帶有平衡端口的天線,尤其是像圖2 中的電小天線,都需要使用巴倫[4],巴倫的作用是完成平衡端口到非平衡端口的轉(zhuǎn)換。通常會在同軸線和天線結(jié)構(gòu)之間使用一個1:1的巴倫來抑制同軸線上共模電流的影響,完成轉(zhuǎn)換。
圖 2 帶有平衡端口的電小天線的阻抗測量
然而,對于一個電大尺寸的平衡端口天線,同軸線上的共模電流可以忽略,同軸線可以直接的連接到天線上進行測量,如圖3。
圖 3 帶有平衡端口的電大天線的阻抗測量
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