UHF標簽天線設計中的關注點有哪些?
RFID標簽天線設計要求,主要取決于標簽的應用情況。這些設計要求也決定了選擇RFID標簽天線的標準。
1.天線頻帶
天線的工作頻段主要取決于該國家或地區所使用標簽頻率的規定。例如,我國規定的超高頻RFID標簽工作頻率為840.5~844.5MHz 和 920.5~924.5MHz。
2.天線的形狀和大小
天線形狀和大小必須能夠滿足標簽順利嵌入或貼在所指定的目標上,也需要適合印制標簽的使用。例如,硬紙板盒或紙板箱、航空公司行李條、身份識別卡等。也就是說, 天線的形狀和大小主要取決于標簽的使用情況和應用環境。
3.識別范圍
標簽的最小識別范圍通常由三個因素規定,它們分別是有效輻射功率(EIRP)、目標和方向性。其中,有效輻射功率通常由本國或地區的規則確定,例如,我國規定UHF RFID使用的 EIRP為 3.2W。標簽的性能隨其放置目標的不同而發生變化,或者當其他物體靠近標簽時其性能也會受到影響。標簽天線設計要盡可能地減小標簽對不同目標或環境的敏感度,并優化標簽的性能。識別范圍也依賴于標簽天線的方向性,某些應用要求標簽天線具有指定的方向模式,如全向性或半球性覆蓋。
4.移動性應用要求
考慮這樣一種情況,貼有RFID 標簽的物體可能處于托盤或紙板箱中,它們被傳送帶以200m/min 的速度傳輸。在這種情況下,工作頻率為 915MHz的 RFID系統的多普勒頻移小于30Hz,這通常不會影響 RFID系統的運行。然而,標簽在讀寫器的識別范圍內消耗的時間更少,所以要求RFID系統具有高速閱讀能力。在此情況下,必須仔細設計RFID系統,以便能可靠地識別移動中的標簽,這也對標簽天線設計提出了更高要求。
5.成本要求
由于 RFID標簽是一種低成本設備,因此標簽天線的制造成本也就很低。這就決定了標簽天線設計中結構和材料的選擇,以及與之相連的專用芯片的選擇。標簽天線中的導體通常選用銅、鋁和導電油墨等材料;絕緣體則優先選用柔性聚酯和剛性PCB介質基底等材料,如FR4、PET等材料。
6.可靠性要求
RFID標簽是一種可靠設備,可以承受溫度、濕度、壓力等外界條件的影響,并且在標簽插入、打印和層疊的過程中不受到損壞。所以在天線設計時,也要求考慮這些因素的影響。