一种圆极化RFID天线阵的设计.pdfVIP

新技术 W Technology 一 种圆极化 RFID天线阵的设计 口彭海龙 北京瑞德艾迪科技有限公司 摘【要】 本文在完成单元圆极化微带天线设计和馈电网络等相关问题的基础上，设计了一个 16单元的2．45GHz圆极化 微带天线阵，用电磁仿真软件AnsoftHFSS完成天线仿真设计 ，优化了天线的性能，最后加工成实物天线。通过微波暗室 对实物天线参数测试 ，实测结果与仿真结果基本一致。天线安装在有源 RFID系统中，读卡范围得到有效控制，效果达到 满意。此天线产品成本低、加工简单、易于生产组装，已经批量生产，并获得了国家实用新型专利。 【关键词】 圆极化 微带天线 RFID天线 阵列 一 、 引言 三：一—三一 一2 微带天线体积小 、重量轻 ，剖面低 ，可与载体共形 ，易 2f ￡ (2) 与有源器件集成等优点 ，已经被广泛 的应用在移动通信 、 其 中，等效介电常数 占为 ： 卫星通信 、导航等领域l1l。但用于制作微带天线 的微波材料 价格 昂贵 ，而且微带天线带宽窄 ，这也是微带天线的缺点 。 + (+ j (3) 随着射频技术 的发展 ，射频识别产品已经在现实生 延伸量 △，J为 ： 活中得到 了广泛的应用 ，例如停车场辆 管理系统 、不停车 自动 收费系统 、人员管理 、电子防伪 、物流监控 、生产 自动 化管理等 。我公司已经研发 出多款射频产 品，其中2．45G AI：0．4l2 有源产品的一个应用方 向是对特定范 围内的卡片进 行读 (4) 取 。本文在 已有定型外壳 的有 限空间范 围内设计 了一个 一 为了降低成本 ，本文选择通用 的PCB板材环氧布基 16单元的2．45G圆极化微带天线阵，通过板材选取降低天 板为介质基板 ，相对介 电常数为 占=4．6，取基板厚度 h= 线成本 (在实际工程允许条件下牺牲 了部分天线增益)，进 1．6mm，天线 中心频率为 2．45GHz。由式(1)～(4)和 已知参数 行 了 HFSS仿真 、实物加工 以及微波 暗示测试 ，实测结果 一 计算 得 到 ：单 元 天线长度 L=28．3ram，单元 天线 宽度 与仿真结果基本一致 ，实际应用中达到了满意的效果。 W=36．4mm。其 中，天线工作 中心频率主要有单元天线长度 二、微 带天线阵的设计与优化 — L决定 ，单元天线宽度 w 对天线的效率和增益会有影响。 微带天线 的辐射贴片单元 的几何形状有多种 ，常用 AnsoftHFSS是一个用于任意三维无源器件 的高性能 的几何形状有矩形 、圆形 、三角形 、多边形等 ，其 中矩形是