專(zhuān)利名稱(chēng)：13.56MHz RFID讀卡器近場(chǎng)天線(xiàn)的設(shè)計(jì)方法
13.56MHz RFID讀卡器近場(chǎng)天線(xiàn)的設(shè)計(jì)方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬射頻識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種13. 56MHz RFID讀卡器近場(chǎng)天線(xiàn)的設(shè)計(jì)方法。
背景技術(shù)：
RFID (Radio Frequency Identification:射頻識(shí)別)技術(shù)最早起源于雷達(dá)技術(shù)，利用雷達(dá)發(fā)送的無(wú)線(xiàn)電波，接收物體反射其電波來(lái)確定物體的位置和速度，從而形成了 RFID 技術(shù)基礎(chǔ)。1948 年 Harry Stockman 發(fā)表的“Communication by Means of Reflected Power”一文奠定了 RFID的理論基礎(chǔ)。RFID系統(tǒng)一般由電子標(biāo)簽、讀卡器、計(jì)算機(jī)或其他智能設(shè)備組成，標(biāo)簽和讀卡器都自帶天線(xiàn)，實(shí)行數(shù)據(jù)和信息的交互。
RFID天線(xiàn)的研究是隨著RFID技術(shù)的應(yīng)用而發(fā)展的。隨著RFID應(yīng)用的快速發(fā)展， 對(duì)RFID天線(xiàn)的設(shè)計(jì)也提出了更高的要求。讀卡器天線(xiàn)是天線(xiàn)設(shè)計(jì)中的一個(gè)重點(diǎn)，在中、低頻的識(shí)別系統(tǒng)中一般采用環(huán)形天線(xiàn)。
13. 56MHz的工作頻率屬于中、低頻工作的近距離射頻識(shí)別系統(tǒng)，工作采用的耦合方式是電感耦合，在讀卡器與天線(xiàn)之間建立變壓器模型，即讀卡器產(chǎn)生磁場(chǎng)，天線(xiàn)進(jìn)入磁場(chǎng)作切割磁力線(xiàn)運(yùn)動(dòng)或者讀卡器產(chǎn)生交變的磁場(chǎng)從而實(shí)現(xiàn)二者間的電場(chǎng)的互感。電感耦合系統(tǒng)的典型距離是lOcmlOcm。李寶山于2009年12月在《內(nèi)蒙古科技大學(xué)學(xué)報(bào)》上發(fā)表的 “13. 56MHz RFID讀卡器天線(xiàn)設(shè)計(jì)” 一文中，僅僅采用了官方提供的天線(xiàn)匹配電路來(lái)確定初值，并沒(méi)有結(jié)合實(shí)際情況對(duì)線(xiàn)圈的電感以及電阻進(jìn)行精確的計(jì)算，這就直接導(dǎo)致了具體實(shí)現(xiàn)時(shí)不可避免地在匹配電路中的各個(gè)電容旁都并聯(lián)一個(gè)調(diào)諧電容，需要不斷地人工調(diào)節(jié)并聯(lián)電容的大小來(lái)最終達(dá)到調(diào)諧狀態(tài)，對(duì)信號(hào)捕獲和實(shí)際應(yīng)用造成了極大的不便，設(shè)計(jì)不人性化。發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提出一種13.56MHz RFID讀卡器近場(chǎng)天線(xiàn)的設(shè)計(jì)方法，其成本低，可靠性高，為讀卡器與標(biāo)簽之間的信號(hào)捕獲及通信協(xié)議的驗(yàn)證提供依據(jù)。
本發(fā)明提供的一種13. 56MHz RFID讀卡器近場(chǎng)天線(xiàn)的設(shè)計(jì)方法，具體步驟如下(1)選擇RFID讀卡器型號(hào)；(2)根據(jù)讀卡器手冊(cè)獲取讀卡器的等效輸出電容Ctun的值，確定諧振頻率&的值，基于 Ctun和fci求得天線(xiàn)電感的初值Lant,其計(jì)算公式如下所示
權(quán)利要求
1.一種13. 56MHz RFID讀卡器近場(chǎng)天線(xiàn)的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，具體步驟如下(1)選擇RFID讀卡器型號(hào)；(2)根據(jù)讀卡器手冊(cè)獲取讀卡器的等效輸出電容Ctun的值，確定諧振頻率&的值，基于 Ctun和fci求得天線(xiàn)電感的初值Lant,其計(jì)算公式如下所示
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的近場(chǎng)天線(xiàn)的設(shè)計(jì)方法，其特征在于步驟(3)中采用所述 antenne. exe軟件,運(yùn)用遞歸逼近算法修正時(shí),其中矩形天線(xiàn)的等效電感取值由下式給出
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線(xiàn)的設(shè)計(jì)方法，其特征在于采用了雙層板的PCB設(shè)計(jì)，從頂層開(kāi)始進(jìn)行矩形環(huán)布線(xiàn)，兩層均重復(fù)這樣的布線(xiàn)形式，并且天線(xiàn)環(huán)的尺寸逐層遞減，通過(guò)過(guò)孔連接到底層，構(gòu)成不封閉的矩形天線(xiàn)環(huán)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線(xiàn)的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，對(duì)天線(xiàn)進(jìn)行匹配電路設(shè)計(jì)時(shí)， 鑒于對(duì)避免回波損耗的考慮，天線(xiàn)與前級(jí)的讀卡器電路進(jìn)行了 50 Ω阻抗匹配。
全文摘要
本發(fā)明屬射頻識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種13.56MHz RFID讀卡器近場(chǎng)天線(xiàn)的設(shè)計(jì)方法。本發(fā)明采用了遞歸逼近算法，結(jié)合專(zhuān)用軟件對(duì)矩形天線(xiàn)的電感系數(shù)進(jìn)行了自動(dòng)調(diào)整，從而最大程度上優(yōu)化了天線(xiàn)參數(shù)，為低成本、高可靠性的讀卡器天線(xiàn)設(shè)計(jì)提供了新思路。
文檔編號(hào)H01Q1/38GK102999670SQ20121049959
公開(kāi)日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月30日
發(fā)明者任俊彥, 黃佳森, 葉凡, 李寧, 許俊, 李巍 申請(qǐng)人:復(fù)旦大學(xué)