摘要：915MHz频段是RFID常用的频段之一，本文规划了一款该频段下作业的RFID天线，并凭借ANSOFT HFSS核算软件对天线体系进行了仿真剖析，经过对贴片以及接地板开槽，使天线在坚持高增益的情况下，在更宽的频带上具有更好的稳定性，一起也减小了天线的尺度，使天线全体功能愈加完善。
关键词：微带天线；缝隙耦合；RFID；开槽
射频辨认(Radio Frequency Identification，RFID)技能是一种使用射频通讯完成的非触摸式自动辨认技能，近年来跟着大规划集成电路、网络通讯、信息安全等技能的开展．RFID已进入商业化使用阶段，其使用规划也快速增长。一个RFID体系包括RFID读写器、RFID标签和软件3大组成部分。所选用的天线首要分为标签天线和读写器天线两种。标签天线是RFID体系中最易变的部分，并且其规划面临着小型化、低损耗和低成本的实践要求，所以优化规划标签天线在整个体系中占有重要方位。
微带天线以其体积小，重量轻，低剖面，易于加工以及电路承继功能优越等优点在通讯范畴得到了广泛的使用。跟着RFID技能的开展，对天线的尺度要求越来越高，微带天线尺度小，功能优越，因而，国内外学者对其的小型化，宽频，高增益等技能进行了很多详尽而深化的研讨。但天线尺度上的改动对天线功能影响巨大，天线功能会随本身尺度的减小而变差，因而作为规划者，要在天线的各项参数中权衡最优计划，以到达规划意图。
文中规划了一款915 MHz的微带天线并对其进行了结构优化，经过对贴片以及接地板开槽，完善了天线全体的参数功能，终究改善了天线的带宽，增益，尺度。
1 RFID天线特性
在RFID体系中，一般包括阅读器天线和标签天线。典型的作业频率有：125 kHz、133 kHz、13．56 MHz、27．12 MHz、433MHz、915MHz 2．45 GHz、5．8 GHz，本文规划并仿真的天线为915 MHz。射频辨认阅读器有必要经过于阅读器天线来发射带有数据信息的电磁波，然后经过对该电磁场对电子标签进行辨认。所以，RFID天线要求低剖面，低成本，小型化等，有的范畴还要求有多频特性。跟着射频辨认技能的开展，RFID天线也向着多功能、智能天线等方向开展。决议RFID天线功能的参数首要有天线的输入阻抗，驻波比，回波损耗，增益以及波瓣的宽度。
2 915 MHz RFID天线规划
微带天线的辐射机理，实践上是高频的电磁走漏。一个微波电路假如不是被导体彻底关闭，电路中不接连处就会发生电磁辐射。例如微带电路的开路端，结构尺度的骤变，弯折等不接连处也会发生电磁辐射。当频率较低时，这部分的电尺度很小，因而电磁走漏少，但跟着频率的升高，电尺度增大，走漏也就越大。再经过特规划，即扩大尺度做成贴片状，并使其作业在谐振状况。辐射就显着增强，辐射效率就大大提高，而成为有用的天线。如图1，图2所示，根据微带天线的规划理论，本文规划了下面这款天线，该天线选用FR4环氧树脂板，介电常数为4．4，介质厚度h为5 mm，介质板边长L1=120 mm，辐射贴片边长L2=80 mm，选用同轴线馈电。
从图1，图2能够看出，天线的频带过窄，一起，阻抗匹配的作用欠好，天线辐射功率会遭到巨大的影响。
3 天线的改善剖析
微带天线优化的办法能够归纳为以下几点 微带贴片开槽：微带天线的外表电流散布依赖于贴片的几许结构，经过在贴片外表开槽，使本来的等效谐振电路变为双谐振电路，到达展宽天线频带的意图，并且电流的有用途径变长，贴片谐振频率下降，有利于天线的小型化。为了在增益、尺度、带宽方面折衷考虑，本文关于贴片形状进行了改善，选用在贴片边际开槽的办法，使得天线功能得到了很大的提高。
微带接地板开槽：经过在接地板上开槽也能够对天线的功能进行必定的改善。
切角：在辐射贴片上进行切角能够是天线变为圆极化天线。
馈点：因为选用的是背馈方法，馈点的挑选决议了天线的阻抗匹配。
4 改善后天线剖析
图3，图4为优化后的天线模型。
经过屡次仿真，能够观察到，切角边长，开槽宽度以及馈点方位对天线功能影响较为显着。从图5能够看出天线带宽随切角边长改动改动，图6，8显现，中心频点随开槽宽度和中心圆半径添加向高频方向移动，如图7，能够很显着的看出，馈点方位首要影响阻抗匹配和天线增益。
终究，经过结构性优化，天线参数如表1所示。
优化后仿真成果如图9～11所示。
从仿真成果不难看出，天线阻抗匹配很好，根本到达50 Ω，天线中频精确定位在915 MHz，带宽显着添加，由方向图能够看出，后瓣因为接地板开槽已被消除殆尽。作为后续研讨的方向，能够再对介质层的尺度进行尝试性的缩小，然后到达进一步小型化的意图。
5 结束语
在具体剖析研讨微带天线后，自主规划了一款915 MHz频段的读写器微带天线，并对该天线进行了开槽改善，关于开槽的方位、尺度进行了具体的论述，然后可在增大带宽和完成小型化方面，使天线功能得到提高，终究完成了一款功能优越的915 MHz频段RFID读写器微带天线。从仿真成果来看，天线匹配杰出，天线功能优越，彻底符合读写器的作业要求。
