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【48812】1356MHz RFID读写器天线匹配规划办法
来源:雷竞技在线入口 发布时间:2024-07-17 01:46:19
摘要:近年来,射频辨认(RFID)技能取得了广泛的商业运用,特别是我国政府于2009年开端出台有关方针,提出要全力开展物联网技能与工业,而物联网的核心技能之一即为RFID。在RFID体系中,天线作为能量的转化器,在发送和接纳信息的过程中完成了电磁能量的彼此转化。因而,天线的功能好坏直接影响总体系的功能。
本文规划的天线X射频芯片,作业频率为13.56MHz,射频芯片通过匹配电路驱动天线作业。该天线尺度只要一般RFID阅读器天线%。通过安捷伦(Agilent)公司的ADS软件对天线及匹配电路进行仿真优化,天线dB,完成了很好的匹配。实测标明,该天线mm。
一、天线MHz的作业频率坐落高频频段,其作业原理归于磁场耦合方法,通讯间隔较近(远小于其作业波长)。天线依据详细运用环境一般规划成矩形、圆形等。
关于矩形天线,其要害几许参数有如下6个:天线线圈外围长度A;外围宽度B;导体宽度W;导体厚度t;线圈间隔S与线所示。这些参数对天线首要电参数电感值L有如下影响:添加天线的尺度(长×宽),则电感增大;添加导体宽度W,则电感减小;添加线圈圈数N,则电感增大。常用天线H,不然阻抗匹配较难完成。归纳以上要素以及电路加工工艺技能要求,本文规划的矩形天线mm,N=6,导体厚度t依据常用加工工艺取为0.035 mm。
天线基板选用的是柔性线路板(FPC),厚度为一般PCB硬板的十几分之一,分量也比硬板轻许多。天线的外围尺度只要一般阅读器天线,乃至更小,为阅读器节省了空间。因为FPC板材可自在曲折、折叠、卷绕,而细微的曲折根本不可能影响天线的功能,所以也为天线在阅读器中的空间布局供给了很大的便当。图2为加工制造的天线实物图。
天线所示的RLC电路。其间Rcoil为天线的等效电阻,L为天线电感,Ccoil为运用接地屏蔽层时,天线线圈与地之间的电容,而关于本文规划的天线,因为柔性电路板厚度很小,运用接地屏蔽将会导致天线自谐振频率很低,乃至小于天线MHz,导致很难进行阻抗匹配,所以本文天线未运用接地层,此刻Ccoil为天线上基层导带交叠引起的等效电容。
阅读器与天线之间可选用直接匹配电路衔接,也可选用50同轴电缆衔接,前者适用于射频模块与天线间间隔较小的体系,后者适用于射频模块与天线间间隔较远的体系。实践运用中,天线一般置于阅读器内部,与射频模块之间的间隔一般较小,所以直接匹配电路的衔接方法取得了广泛的运用,本文规划的天线与阅读器之间即选用直接匹配电路相连。
式中的品质因数Q,依据ISO14443对数据调制方法的规则,可核算得到Q40.68,实践运用中一般取10~40,天线电感L与电阻Rcoil可通过相关经历公式核算求得,或许通过电磁场全波仿真软件取得,如ADS momentum或Q3D,亦可运用阻抗剖析仪或许矢量网络剖析仪丈量得到。
三、结果与剖析运用ADS的原理图与momentum地图对天线及匹配电路进行联合仿真优化
通过优化调整,确认匹配电路各元件的详细参数如表1所示。表中的元件值除Cp需用两个电容并联完成外,其他元件均为具有标称值的单个元件。
按表1中元件参数进行阻抗匹配后,仿线可以精确的看出,通过阻抗匹配后的天线,在作业频率处,输入阻抗的实部为48,虚部挨近为0,满意射频芯片模块的端口阻抗要求;由图7可以精确的看出,作业频段内,S11低于-30dB,反射很小,阐明天线完成了杰出的匹配。
本文规划的RFID阅读器天线,根据FPC软板印制,天线尺度只要一般阅读器天线%,为阅读器节省了空间,减轻了分量,也为天线在阅读器中的空间布局供给了很大的便当。
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