因?yàn)橄到y(tǒng)能量產(chǎn)生和傳送方式不同，對(duì)應(yīng)的RFID標(biāo)簽天線(xiàn)主要可分為近場(chǎng)感應(yīng)線(xiàn)圈天線(xiàn)和遠(yuǎn)場(chǎng)輻射天線(xiàn)。感應(yīng)耦合系統(tǒng)使用的是近場(chǎng)感應(yīng)線(xiàn)圈天線(xiàn)，由多匝電感線(xiàn)圈組成，電感線(xiàn)圈和與其相并聯(lián)的電容構(gòu)成并聯(lián)諧振回路以耦合最大的射頻能量；微波輻射系統(tǒng)使用的遠(yuǎn)場(chǎng)輻射天線(xiàn)的種類(lèi)主要是偶極子天線(xiàn)和縫隙天線(xiàn)，遠(yuǎn)場(chǎng)輻射天線(xiàn)通常是諧振式的，一般取半波長(zhǎng)。天線(xiàn)的形狀和尺寸決定它能捕捉的頻率范圍等性能，頻率越高，天線(xiàn)越靈敏，占用的面積也越少。較高的工作頻率可以有較小的標(biāo)簽尺寸，與近場(chǎng)感應(yīng)天線(xiàn)相比，遠(yuǎn)場(chǎng)輻射天線(xiàn)的輻射效率較高。

標(biāo)簽天線(xiàn)主要分為3大類(lèi)：線(xiàn)圈型、偶極子、縫隙（包括微帶貼片）型。線(xiàn)圈型天線(xiàn)是將金屬線(xiàn)盤(pán)繞成平面或?qū)⒔饘倬€(xiàn)纏繞在磁心上；偶極子天線(xiàn)由兩段同樣粗細(xì)和等長(zhǎng)的直導(dǎo)線(xiàn)排成一條直線(xiàn)構(gòu)成，信號(hào)從中間的兩個(gè)端點(diǎn)饋人，天線(xiàn)的長(zhǎng)度決定頻率范圍；縫隙型天線(xiàn)是由金屬表面切出的凹槽構(gòu)成，其中微帶貼片天線(xiàn)由一塊末端帶有長(zhǎng)方形的電路板構(gòu)成，長(zhǎng)方形的長(zhǎng)寬決定頻率范圍。識(shí)別距離小于1m的中低頻近距離應(yīng)用系統(tǒng)的RFID天線(xiàn)一般采用工藝簡(jiǎn)單、成本低的線(xiàn)圈型天線(xiàn)；1m以上的高頻或微波頻段的遠(yuǎn)距離應(yīng)用系統(tǒng)需要采用偶極子和縫隙型天線(xiàn)。

RFID標(biāo)簽天線(xiàn)的設(shè)計(jì)要求主要包括以下幾種：RFID天線(xiàn)的物理尺寸足夠小，能滿(mǎn)足RFID標(biāo)簽小型化的需求；具有全向或半球覆蓋的方向性；具有高增益，能提供最大的信號(hào)給RFID標(biāo)簽的芯片；阻抗匹配好，無(wú)論RFID標(biāo)簽在什么方向，RFID標(biāo)簽天線(xiàn)的極化都能與RFID讀寫(xiě)器的信號(hào)相匹配；具有頑健性及低成本。在選擇RFID天線(xiàn)時(shí)主要考慮：天線(xiàn)的類(lèi)型、阻抗、應(yīng)用到物品上的RFID性能和當(dāng)有其他物品圍繞RFID標(biāo)簽物品時(shí)的RFID性能。

線(xiàn)圈型天線(xiàn)

當(dāng)標(biāo)簽線(xiàn)圈天線(xiàn)進(jìn)入RFID讀寫(xiě)器產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)中，RFID標(biāo)簽天線(xiàn)與RFID讀寫(xiě)器天線(xiàn)之間的相互作用就類(lèi)似于變壓器。兩者的線(xiàn)圈相當(dāng)于變壓器的初級(jí)線(xiàn)圈和次級(jí)線(xiàn)圈。

RFID標(biāo)簽和RFID讀寫(xiě)器雙向通信使用的載波頻率就是當(dāng)要求標(biāo)簽天線(xiàn)線(xiàn)圈外形很?。疵娣e小)，且需一定的工作距離，RFID標(biāo)簽與RFID讀寫(xiě)器間的天線(xiàn)線(xiàn)圈互感量（就明顯不能滿(mǎn)足實(shí)際需求，可以在RFID標(biāo)簽天線(xiàn)線(xiàn)圈內(nèi)部插入具有高導(dǎo)磁率的鐵氧體材料，以增大互感量，從而補(bǔ)償線(xiàn)圈橫截面小的問(wèn)題)。目前,線(xiàn)圈型天線(xiàn)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)已很成熟，廣泛地應(yīng)用在身份識(shí)別、貨物標(biāo)簽等RFID系統(tǒng)中，但是對(duì)于頻率高、信息量大、工作距離和方向不確定的RFID應(yīng)用場(chǎng)合，采用線(xiàn)圈型天線(xiàn)難以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的性能指標(biāo)。

偶極子天線(xiàn)

偶極子天線(xiàn)具有輻射能力好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高的優(yōu)點(diǎn)，可以設(shè)計(jì)成適用于全方位通信的RFID系統(tǒng)，被廣泛應(yīng)用于RFID標(biāo)簽天線(xiàn)的設(shè)計(jì)，尤其是在遠(yuǎn)距離RFID系統(tǒng)中。

傳統(tǒng)半波偶極子天線(xiàn)的最大問(wèn)題在于對(duì)標(biāo)簽尺寸的影響，如915MHz的半波偶極子。研究表明，端接的、傾斜的、折疊的偶極子天線(xiàn)可以通過(guò)選擇合適的幾何參數(shù)來(lái)獲得所需的輸入阻抗，具有增益高、頻率覆蓋寬和噪聲低的優(yōu)點(diǎn)，性能非常出色，且與傳統(tǒng)半波偶極子天線(xiàn)相比尺寸要小很多，若配合銅焊電氣端子和不平衡變壓器，還能最大限度地提升增益、阻抗匹配和帶寬。已知增加天線(xiàn)的彎折次數(shù)有利于在不降低天線(xiàn)效率的情況下減小天線(xiàn)尺寸，那么如何在有限的空問(wèn)下進(jìn)行“彎折”，“彎折”的具體參數(shù)對(duì)標(biāo)簽天線(xiàn)的諧振頻率和輸入阻抗有何影響？怎樣“彎折”的RFID效率最高？

眾所周知，具有分形結(jié)構(gòu)的物體一般都有比例自相似性和空間填充性的特點(diǎn)，應(yīng)用到RFID天線(xiàn)設(shè)計(jì)上可以實(shí)現(xiàn)天線(xiàn)多頻段特性和尺寸縮減特性。國(guó)內(nèi)外對(duì)具有分形結(jié)構(gòu)的天線(xiàn)做了大量研究工作，證實(shí)了分形結(jié)構(gòu)的天線(xiàn)具有良好的尺寸縮減特性，可以在有限的空間內(nèi)大幅度提高天線(xiàn)效率網(wǎng)。

對(duì)半波振子的不同位置和維度使用Hilbert分形變換，并用矩量法對(duì)Hilbert標(biāo)簽天線(xiàn)進(jìn)行仿真，能得到標(biāo)簽天線(xiàn)的諧振頻率和輸入阻抗隨分形維數(shù)和階數(shù)不同的仿真結(jié)果，分析結(jié)果中的天線(xiàn)增益和效率，判斷哪種維度和階數(shù)的標(biāo)簽天線(xiàn)最符合實(shí)際標(biāo)簽天線(xiàn)的設(shè)計(jì)要求，進(jìn)一步制作實(shí)體天線(xiàn)，并測(cè)試RFID識(shí)別距離。

縫隙（包括微帶貼片）型天線(xiàn)

縫隙天線(xiàn)具有低輪廓、重量輕、加工簡(jiǎn)單、易于與物體共形、批量生產(chǎn)、電性能多樣化、寬帶與有源器件和電路集成為統(tǒng)一的組件等特點(diǎn)，適合大規(guī)模生產(chǎn)，能簡(jiǎn)化整機(jī)的制作與調(diào)試，從而大大降低成本。

微帶貼片天線(xiàn)是由貼在帶有金屬底板的介質(zhì)基片上的輻射貼片導(dǎo)體所構(gòu)成，根據(jù)天線(xiàn)輻射特性，可以設(shè)計(jì)貼片導(dǎo)體為各種形狀。普遍應(yīng)用于頻率高于100MHz的低輪廓結(jié)構(gòu)，通常由一矩形或方形的金屬貼片置于接地平面上的一片薄層電介質(zhì)（稱(chēng)為基片）表面所組成，其貼片可采用光刻工藝制造，使之成本低，易于大量生產(chǎn)。

因此，彎折型天線(xiàn)有利于減小標(biāo)簽天線(xiàn)的物理尺寸，滿(mǎn)足標(biāo)簽小型化的設(shè)計(jì)要求。對(duì)于縫隙天線(xiàn)來(lái)說(shuō)，同樣可以利用彎折的概念。事實(shí)上，彎折縫隙天線(xiàn)適用于高頻微波段的RFID標(biāo)簽，能有效減小天線(xiàn)尺寸，性能優(yōu)，具有廣闊的市場(chǎng)前景。研究方法和彎折偶極子天線(xiàn)類(lèi)似，用矩量法研究縫隙彎折的次數(shù)、高度、位置、寬度和縫隙天線(xiàn)平片大小對(duì)矩形天線(xiàn)諧振特性的影響。

基于彎折的各參數(shù)對(duì)縫隙天線(xiàn)性能的影響，可根據(jù)實(shí)際需要設(shè)計(jì)UHF射頻識(shí)別標(biāo)簽用的縫隙天線(xiàn)，制作具體的實(shí)物天線(xiàn)?？梢灶A(yù)計(jì)，彎折縫隙天線(xiàn)將是UHF標(biāo)簽天線(xiàn)設(shè)計(jì)領(lǐng)域比較看好的發(fā)展方向。

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