射頻識(shí)別系統(tǒng)電子標(biāo)簽天線的分類及工作原理

RFID射頻識(shí)別系統(tǒng)電子標(biāo)簽天線的定義

無線射頻識(shí)別技術(shù)是一種非接觸自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，由電子標(biāo)簽、閱讀器和天線組成的短距離無線通信系統(tǒng)。射頻識(shí)別的電子標(biāo)簽是RFID芯片和標(biāo)簽天線的結(jié)合體。標(biāo)簽根據(jù)工作模式分為無源標(biāo)簽和有源標(biāo)簽。有源標(biāo)簽本身攜帶電池，提供閱讀器通信所需的能量。無源標(biāo)簽使用感應(yīng)耦合或反射操作模式。也就是說，通過標(biāo)簽天線，通過閱讀器發(fā)出的電磁場或電磁波，獲得能量激活芯片。控制無線識(shí)別標(biāo)簽芯片與標(biāo)簽天線的匹配程度，將存儲(chǔ)在標(biāo)簽芯片上的信息反饋給RFID讀寫器。所以。射頻識(shí)別標(biāo)簽天線的阻抗必須與標(biāo)簽芯片的輸入阻抗匹配，這樣RFID標(biāo)簽芯片才能最大限度地提高射頻識(shí)別閱讀器發(fā)出的電磁波能量。標(biāo)簽天線設(shè)計(jì)還應(yīng)考慮應(yīng)用于金屬物體表面的標(biāo)簽天線和應(yīng)用于一般物體表面的標(biāo)簽天線等電子標(biāo)簽的情況。天線結(jié)構(gòu)和材料選擇有很大的差異。適合多種芯片、低成本、多用途標(biāo)簽天線的射頻識(shí)別是我國廣泛普及的核心技術(shù)之一。

RFID射頻識(shí)別系統(tǒng)電子標(biāo)簽天線工作模式

對(duì)于具有無源電子標(biāo)簽的射頻識(shí)別系統(tǒng)，根據(jù)工作頻段有兩個(gè)工作模式。一個(gè)是感應(yīng)耦合方式，該模式又稱為近場模式，主要用于低頻和高頻RFID系統(tǒng)，另一個(gè)是反射工作模式，常見的是超高頻RFID系統(tǒng)。

在反射工作模式中，在閱讀器和RFID電子標(biāo)簽之間使用電磁波傳輸信息。讀取器讀取和識(shí)別射頻標(biāo)簽時(shí)，首先發(fā)出未調(diào)制的電磁波。這時(shí)，位于原址的電子標(biāo)簽天線接收電磁波信號(hào)，并在天線上產(chǎn)生感應(yīng)電壓。電子標(biāo)簽內(nèi)部電路為了整流這個(gè)感應(yīng)電壓，激活標(biāo)簽芯片而放大。標(biāo)簽芯片激活后，將標(biāo)簽芯片阻抗更改為自己的全球唯一標(biāo)識(shí)號(hào)。電子標(biāo)簽芯片的阻抗和標(biāo)簽芯片之間的阻抗匹配好的話，基本上信號(hào)不會(huì)反射，阻抗匹配不好的話，幾乎所有的反射信號(hào)都會(huì)發(fā)生。這樣，反射信號(hào)就會(huì)發(fā)生振幅變化，這與反射信號(hào)的調(diào)幅處理相似。讀取器接收調(diào)制的反射信號(hào)，判斷和識(shí)別電子標(biāo)簽的識(shí)別ID號(hào)。這些天線主要包括微帶天線、平面偶極天線和環(huán)形天線。

如上所述，低頻和高頻的射頻識(shí)別系統(tǒng)使用電感耦合模式進(jìn)行通信，因此，在兩個(gè)頻段工作的讀者和電子標(biāo)簽都使用線圈形式的天線。在這兩個(gè)頻段工作的射頻識(shí)別系統(tǒng)依賴于近距離作用的范圍，識(shí)別距離縮短。根據(jù)目前的情況，使用近距離通信的射頻識(shí)別系統(tǒng)的最大識(shí)別距離不超過1米。

RFID射頻識(shí)別系統(tǒng)電子標(biāo)簽天線耦合方式

3.標(biāo)簽芯片的特性要求標(biāo)簽天線有一定的電抗。