第9章 微波RFID技术

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《RFID技术基础》单承赣 教授

合肥工业大学 计算机与信息学院

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9 微波RFID技术 与HF、低频RFID技术的比较 RFID技术中微波频段通常所用频率是433 MHz,860~960 MHz, 2.45 GHz,5.8 GHz 工作距离：具有较远的读写距离，通常为大于1 m 耦合方式：多采用反向散射方式而不是电感耦合方式 天线：尺寸较小 防碰撞：必须有较快、有效的处理碰撞的能力 应答器功能：还可集成有传感器，例如温度传感器、应力传 感器等

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9 微波RFID技术 ISO/IEC空中接口标准 空中接口标准采用ISO/IEC 18000标准 ISO/IEC 18000-7是433 MHz标准 ISO/IEC 18000-6是860~930 MHz标准 ISO/IEC 18000-4是2.45 GHz标准

行业标准 EPCglobal UIC(Ubiquitous ID Center)

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9 微波RFID技术 天线技术基础 作用是将发送器送来的高频电流变换为无线电波并传送到空 间，或将空间传来的无线电波转变为能接收的高频电流 是一种能量转换器件 一般都是可逆的，即同一副天线既可用作接收天线，也可用 作发射天线

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9 微波RFID技术 基本元的辐射 天线可分割为无限多个基本元，元上载有交变的电流和磁流。 基本元上的电(磁)流的振幅、相位和方向均假设是相同的。 基本元可分为三类：电流元、磁流元和面元。 电流元上载有交变电流，称为电基本振子。 磁流元上载有交变磁流，称为磁基本振子。

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9 微波RFID技术 电基本振子的辐射Z

Er M θ I l φ M′ X O r Eθ Hφ

Il 1 jK r Er 1 co s e 2 2 πr jK r K Il 1 1 jK r E j 1 2 2 sin e 4 πr jK r K r E 0 Y H H 0 r K Il 1 jK r H j 1 sin e 4 πr jK r

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9 微波RFID技术 电基本振子的场可分三种区域 近区场 ：Kr<<1Il 2 Er j co s 3 4 π r 1 E j Il sin 3 4 π r Il sin H 2 4 πr H r H E 0

远区场 ：Kr>>1

Il jK r E j sin e 2 r H j Il sin e j K r 2 r E r H r H E 0

中间区 ：介于远区和近区之间

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9 微波RFID技术 天线的电参数 效率 输入阻抗 A Po u t Pin Po u t Po u t Pd

ZAin=RAin+jXAinE r , , E m r , I f , e jK r

辐射方向

主瓣宽度与副瓣第一副瓣

0.707Emax 2θ0 后瓣 2θ0.5 Emax

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9 微波RFID技术 天线的电参数 方向系数

D

S max S0

极化：在最大辐射方向上电场矢量端点运动的轨迹，分为线 极化、圆极

化和椭圆极化 S 增益系数 G 1S0

工作频带宽度

BW

fH fL fc

100%

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9 微波RFID技术 RFID系统常用天线

2a Z轴

l

l

对称振子天线

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9 微波RFID技术 RFID系统常用天线导体振子 l 介质基片 微带馈线 w 接地板 h (a)微带贴片天线 辐射元

接地板

槽线

(b)微带振子天线

接地板 微带线

微带线 (c)微带线型天线 (d)微带缝隙天线

微带天线

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9 微波RFID技术 RFID系统常用天线A Z01 Z01 A

B Z02

反射器 有源振子 引向器Z01 A d C

Z03

Z04

Z02

Z01 A

……D

2 1 0

3

Nd

天线阵

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9 微波RFID技术 RFID系统常用天线边缘 1

R

r2

r1

r3 r4

δ

边缘 2

平面等角螺旋天线13

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9 微波RFID技术 RFID系统常用天线

F2 λ/2

F1

阿基米德螺旋天线14

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9 微波RFID技术 RFID系统常用天线

θh Z

锥形等角螺旋天线15

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9 微波RFID技术 RFID系统常用天线

梯齿型对数周期天线16