【48812】RFID小型圆极化四臂螺旋天线的规划

  近年来射频辨认（Radio Frequency of Identificatio，体系由RFID阅读器和标签两部分所组成，RFID无源标签依托RFID阅读器发射的电磁信号供电，并通过反射调制电磁信号与阅读器通讯。因而，RFID标签天线规划的好坏对其体系作业功能有要害的影响。

  常见的射频辨认阅读器天线有折合振子天线、分形天线、微带天线以及轴向模螺旋天线。因为折合振子天线和分形天线一般为线极化天线，难以满意阅读器对各方向电子标签的辨认要求，所以在较多场合不适用；而微带天线因为其面积尺度过大，在小型化的阅读器手持机上的运用受到了约束；轴向模螺旋天线相同因轴向高度过高，在实践运用中也受到了约束。因而，怎么规划出一种小尺度、低剖面、高功能的圆极化射频辨认天线成为了重视的焦点。（短波天线的制造办法）

  四臂螺旋天线因为其圆极化功能超卓，被大范围的使用于GPS范畴。随后通过逐渐开展，Wanglk Son等人将四臂螺旋天线使用至RFID，并使用平面倒F天线替代了传统的单极子天线作为四臂螺旋天线所示，完成了杰出的作用。文中使用该办法，规划了一种在尺度和功能上更具优势的RFID阅读器天线、倒F折叠四臂螺旋天线、小型化四臂螺旋天线、四臂螺旋天线的规划

  文中规划的倒F四臂螺旋天线所示。天线个完全相同的倒F天线组成，水平部分印制在介电常数为9.6，尺度为60 mm×60 mm，厚度为1 mm的矩形微波复合介质板上，笔直部分印制在相同的4个厚度为1 mm的FR4小介质板上。4个天线馈电为等幅馈电，相位按逆时针相位顺次滞后90，构成右手圆极化。

  因为螺旋天线个臂相距较近，相对两臂之间的间隔约为0.18 ，天线个臂之间的耦合较强。因而，在4个独自端口进行匹配时，不能按传统的办法，将每个端口独自匹配，再加功分网络，则应最大极限地考虑4个臂之间的耦合。使用Ansys HFSS进行仿真可发现，方位相对的臂之间的耦合要远大于相邻臂之间的耦合，如图3所示。是因为相对两个臂上的电流彼此平行，所以彼此影响过大，而相邻臂上的大部分电流彼此笔直，则影响较小，因而在一些范围内只考虑相对臂之间的耦合。假定4个天线臂端口按逆时针分别为端口1、端口2、端口3和端口4，反射系数分别为11、22、33和44，相对天线，因为天线两对臂之间的对称性，所以只需剖析天线传输到端口3发生的相位差为，而端口1和端口3的馈电相位相差180，则从端口1耦合到端口3的能量在天线-，因为天线距离较小，较小，所以可以为端口1耦合到端口3的能量在端口3处的相位为-180。端口3的馈电相位为-180，则其反射能量的相位为180。在端口3处看，从端口送出的能量包括端口3反射的能量和端口1耦合的能量，上文已得出反射能量和耦合能量在端口3处的相位分别为180和-180，所以当反射的能量和耦合的能量巨细持平时，其等幅反相彼此抵消，到达最佳匹配作用，即

  一般四臂螺旋天线的馈电办法有两种，自相移馈电和功分网络馈电。自相移方式因为其相位不易控制，且4个天线臂结构发生差异，方向图也略有改变，因而挑选采刻苦分网络来完成馈电。威尔金森方式的功分器尺度较大，且阻隔电阻会导致损耗添加，因而该处选用简略的T型功分器。图4为功分网络的结构图。

  2、天线的仿线给出了仿真和实测的驻波成果比照图，由图中可看出，仿真和实测成果符合杰出，天线 MHz内的实测驻波在1.2以下，且在908～928 MHz内的驻波均在1.5以下，可满意实践使用。图6给出了天线增益和轴比随频率的改变，可看出天线给出了天线在XZ和YZ面的归一化方向图，从图中可看出天线给出了天线的什物相片，天线 mm，与传统RFID天线比较尺度较小。综上所述，该天线功能优越，满意现在UHF频段RFID体系关于天线、天线驻波仿真和测验成果图

  文中运用新的结构和耦合匹配理论，规划了一种小型圆极化四臂螺旋天线。该天线可使用于UHF频段的射频辨认体系中。与传统的射频辨认天线比较，其具有尺度小、剖面低、圆极化和宽波束等长处。经制造测验，实测与仿真成果符合杰出。