[发明专利]一种PCB RFID标签弯折偶极子天线的阻抗建模方法

权利要求书

1.一种PCB RFID标签弯折偶极子天线的阻抗建模方法，其特征在于，包括以下步骤：

1.1获取组成PCB RFID标签弯折偶极子天线的弯折偶极子辐射臂(1)、匹配环结构(2)与基板(3)的尺寸与参数信息；

1.2分解所述弯折偶极子辐射臂(1)的阻抗：所述弯折偶极子辐射臂(1)的阻抗Z_L由纵向走线(1-1)的总阻抗Z₁和横向走线(1-2)的总阻抗Z₂两部分串联而成，如公式(1)所示：

Z_L＝Z₁+Z₂ (1)

1.3使用所述匹配环结构(2)的尺寸信息获取所述匹配环结构的阻抗Z_match；

1.4将所述弯折偶极子辐射臂(1)的阻抗Z_L等效到馈电点两端，由公式(2)得到等效后的所述弯折偶极子辐射臂(1)的阻抗Z_L-tran：

Z_L-tran＝(1+α)²*Z_L (2)

其中，α是耦合系数，所述耦合系数α与所述弯折偶极子辐射臂(1)宽度b₁和所述匹配环结构(2)的宽度b₂的比值相关，同时所述耦合系数α也与所述匹配环的宽度d有关，其表达式如式(3)所示：

其中，k_i与t_i为两组待定系数，k₁、t₁为计算阻抗实部时使用的阻抗实部待定系数，k₂、t₂为计算阻抗虚部时使用的阻抗虚部待定系数；

1.5由公式(4)得到整个所述PCB RFID标签弯折偶极子天线的阻抗Z_in：

1.6使用少量的随机结构数据在HFSS软件中建立若干组PCB RFID标签弯折偶极子天线的模型，进行仿真后分别记录结构数据及对应结构下整个天线阻抗的实部与虚部；

1.7使用仿真数据分别对PCB RFID标签弯折偶极子天线阻抗的实部和虚部进行最小二乘拟合，得到有关所述PCB RFID标签弯折偶极子天线中待定系数k_i、t_i，完成PCB RFID标签弯折偶极子天线的阻抗建模过程。

2.根据权利要求1所述的一种PCB RFID标签弯折偶极子天线的阻抗建模方法，其特征在于，所述弯折偶极子辐射臂(1)、匹配环结构(2)与基板(3)的尺寸与参数信息包括：两条所述纵向走线(1-1)的间距w，所述弯折偶极子辐射臂(1)的宽度b₁、单侧横向长度L_a、弯折高度h，所述匹配环结构(2)的宽度b₂、高度d、长度L_m，所述基板的厚度s、介电常数ε_r。

3.根据权利要求1所述的一种PCB RFID标签弯折偶极子天线的阻抗建模方法，其特征在于，PCB RFID标签弯折偶极子天线周围电磁波的波长λ由公式(5)计算：

其中，f为PCB RFID标签弯折偶极子天线所接收电磁波的频率，c为真空中的光速，ε_e为有效介电常数，由公式(6)给出：

4.根据权利要求1所述的一种PCB RFID标签弯折偶极子天线的阻抗建模方法，其特征在于，所述纵向走线(1-1)的总阻抗Z₁使用公式(7)计算：

其中，j为虚数单位；η是自由空间的波阻抗，取377Ω；N为所述弯折偶极子辐射臂(1)的弯折次数。