[发明专利]基于反向电流对技术的UHF频段RFID阅读器天线设计方法

说明书

本发明公开了一种基于反向电流对技术的UHF频段RFID阅读器天线设计方法，包括：(1)获取设计天线的工作频率f₀；(2)获取天线激励单元的长度L1；(3)获取天线寄生单元的长度L2，并根据天线寄生单元的长度与截距之间的关系曲线图查找到L2对应的截距b；(4)将天线激励单元和天线寄生单元的电流相位差置为180°，并根据公式计算出两单元间的间距d；(5)根据得到的所有参数L1、L2、d，通过全波仿真软件进行仿真验证。本发明可以快速获取天线参数，实现天线设计。

技术领域

本发明涉及电磁场与微波技术领域，尤其涉及一种基于反向电流对技术的UHF频段RFID阅读器天线设计方法。

背景技术

RFID系统是一种非接触式识别与追踪系统，这是一种更为方便、智能的技术。UHF频段的近场RFID天线在物品识别方面具有较强的抗干扰能力，可以被广泛的应用在餐厨管理，档案管理，医疗健康，药品管理以及智能家居等方面。UHF频段近场RFID系统中天线与标签之间主要采用磁耦合方式进行能量交换。在磁耦合RFID系统中，为了更好的进行标签的识别，阅读器天线需要能够产生均匀且足够强的均匀磁场。目前有多种方式能够产生所需的磁场，较为常用的方式有两种。一种方式是通过将电大尺寸的环形天线进行分段，在段与段之间增加移相器，使整个环路上的电流方向相同，从而在环形天线内部产生所需磁场。另一种方式是采用反向电流对技术，在这一对反向电流之间的区域内产生均匀且足够强的磁场。

反向电流对技术最早是由学者Cho.C在2010年提出的。在其工作中，给出了四条相位差曲线，最终使用基因算法对天线进行优化。然而对于如何迅速找到合适的尺寸进行反向电流对结构天线的设计，并未得到深入的研究。

发明内容

发明目的：本发明针对现有技术存在的问题，提供两种基于反向电流对技术的UHF频段RFID阅读器天线设计方法，实现了天线结构参数的快速获取，并为今后如何快速获取寄生单元数目增加后的天线的结构参数奠定了基础。

技术方案：本发明所述的一种基于反向电流对技术的UHF频段RFID阅读器天线设计方法包括：

(1)获取设计天线的工作频率f₀；

(2)获取天线激励单元的长度L1；

(3)获取天线寄生单元的长度L2，并根据天线寄生单元的长度与截距之间的关系曲线图查找到L2对应的截距b；

(4)将天线激励单元和天线寄生单元的电流相位差置为180°，并根据公式计算出两单元间的间距d；

(5)根据得到的所有参数L1、L2、d，通过全波仿真软件进行天线仿真验证。

其中，所述天线激励单元具体为半波偶极子。所述寄生单元具体为与激励单元半径相等的长直导线。

本发明所述的另外一种基于反向电流对技术的UHF频段RFID阅读器天线设计方法包括：

(1)获取设计天线的工作频率f₀；

(2)获取天线激励单元的长度L1；

(3)获取天线激励单元和天线寄生单元的间距d，并将天线激励单元和天线寄生单元的电流相位差置为180°，根据公式计算出截距b；

(4)根据天线寄生单元的长度与截距之间的关系曲线图查找到截距b对应的天线寄生单元的长度L2；

(5)根据得到的所有参数L1、L2、d，通过全波仿真软件进行天线仿真验证。

其中，所述天线激励单元具体为半波偶极子。所述寄生单元具体为与激励单元半径相等的长直导线。