RFID標(biāo)簽天線

2026年3月22日RFID內(nèi)部指南 290

簡介

RFID標(biāo)簽天線設(shè)計(jì)有其獨(dú)特用途，其設(shè)計(jì)實(shí)際上可以揭示標(biāo)簽本身的一些信息。以下是你通?？梢酝ㄟ^查看RFID標(biāo)簽學(xué)到的一些內(nèi)容：

它的頻率：你可以發(fā)現(xiàn)標(biāo)簽是低頻、高頻還是超高頻，然后大致了解標(biāo)簽的讀取范圍。
如果標(biāo)簽是遠(yuǎn)場(chǎng)標(biāo)簽，并且具備額外的近場(chǎng)功能。
如果是UHF偶極天線——所用偶極天線類型：胖天線、曲風(fēng)天線或尖載天線。

頻率

一般來說，如果你知道該看什么，只要檢查標(biāo)簽就能很容易檢測(cè)到標(biāo)簽的工作頻率。這是因?yàn)闃?biāo)簽天線設(shè)計(jì)與標(biāo)簽與RFID讀卡器/天線通信方式之間的相關(guān)性會(huì)揭示頻率。以下是三種主要頻率類型概述，包括每種頻率及其典型天線設(shè)計(jì)的信息：

低頻（LF）

頻率：125 – 135 kHz——一般為124 kHz、125 kHz或135 kHz

閱讀范圍：在理想條件下，觸達(dá)深度可達(dá)45.7厘米（18英寸）

耦合技術(shù)：感應(yīng)耦合——讀卡器天線產(chǎn)生磁場(chǎng)以激活標(biāo)簽天線中的電流

天線設(shè)計(jì)：通常為圓形卷繞標(biāo)簽天線

高頻（HF）

頻率：13.553 – 13.567 MHz – 一般為13.56 MHz

閱讀范圍：理想條件下觸地深度約為1.5米（5英尺）

耦合技術(shù)：感應(yīng)耦合——讀卡器天線產(chǎn)生磁場(chǎng)以激活標(biāo)簽天線中的電流

天線設(shè)計(jì)：通常為矩形或圓形，小型標(biāo)簽天線

超高頻（UHF）

頻率：400 – 1000 MHz – 一般為860 – 960 MHz

閱讀距離：理想條件下可達(dá)35米（115英尺）

耦合技術(shù)：背散射耦合——讀卡器天線產(chǎn)生射頻能量以激活RFID標(biāo)簽，標(biāo)簽調(diào)制信息并將剩余能量反射回讀卡器天線。

天線設(shè)計(jì)： 通常采用偶極形標(biāo)簽天線

近場(chǎng)能力： 如果中間有一個(gè)小的環(huán)形天線，通常具備近場(chǎng)能力。

UHF結(jié)構(gòu)與材料

大多數(shù)UHF標(biāo)簽天線采用偶極子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。這意味著它們通常外觀細(xì)長，工作原理類似磁鐵。這種相似之處在于它們有兩個(gè)“開口”端或極點(diǎn)，能量可以積聚，從而允許電流流向集成電路（IC）或芯片。

市場(chǎng)上最知名且結(jié)構(gòu)不像典型偶極天線的RFID標(biāo)簽，類似于SMARTRAC青蛙和Alien Spider。這些標(biāo)簽呈方形，以最好地展示其全向特性，有時(shí)被稱為“雙偶極”標(biāo)簽。在我們的文章《雙偶極UHF RFID標(biāo)簽》中，了解更多關(guān)于雙偶極子RFID標(biāo)簽的信息。

標(biāo)簽天線由金屬線或金屬板制成，以提供足夠的導(dǎo)體以傳輸射頻能量。然后，根據(jù)標(biāo)簽的類型，會(huì)使用PET、塑料、紙張和聚酯等其他材料來作為標(biāo)簽天線的底座。

需了解的術(shù)語

交流電——一種有時(shí)會(huì)改變方向的電流，通常每秒發(fā)生50到60次。

直流電——一種持續(xù)單向流動(dòng)的電流。

電阻——特定材料抵抗電子流動(dòng)的特性。發(fā)生在交流和直流電路中。

電感——電導(dǎo)體通過電流變化產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的特性。

電容——身體儲(chǔ)存電荷的能力。

共振——當(dāng)電感和電容相互抵消時(shí)所形成的狀態(tài)。

電抗——特定材料在交流電路中抵抗電子流動(dòng)變化的特性。以下是兩種不同類型的電抗：

感應(yīng)電抗——以磁場(chǎng)形式儲(chǔ)存能量的能力。以下是方程：

ω（角頻率）= 2πF

X_L= 2πFL = ωL

電容電抗——以電場(chǎng)形式儲(chǔ)存能量的能力。以下是方程：

ω（角頻率）= 2πF

X_C= 1 ÷ （2πFC） = 1 ÷ （ωC）

阻抗——電阻和電抗的結(jié)合。

UHF偶極天線長度

UHF偶極天線的長度是有效分類該類型偶極子的一種方式。存在三種常見的偶極長度：半偶極、修正半偶極和短偶極。為了區(qū)分兩者，首先必須找到通常與UHF RFID標(biāo)簽相關(guān)的波長：

半偶極天線——半偶極天線的長度等于波長的一半。使用UHF標(biāo)簽時(shí)，半偶極天體的典型尺寸約為16.4厘米（164毫米），或16至17厘米之間。這些標(biāo)簽通常不用于RFID應(yīng)用，因?yàn)闃?biāo)簽過長且容易存在電阻問題。

改良半偶極天線——改良半偶極天線的長度通常約為9.2厘米（92毫米）。這個(gè)長度很方便，因?yàn)榇蠖鄶?shù)打印機(jī)標(biāo)簽大約是10.6厘米（106.2毫米），標(biāo)簽可以輕松貼上或放入標(biāo)簽上。由于長度短于半波偶極天線具有負(fù)電抗，因此需要對(duì)多種改進(jìn)措施以使這種較短的天線正常工作。這些標(biāo)簽天線也被稱為“偶極天線”或“諧振天線”。

短偶極天線——通常波長為十分之一大小的偶極天線稱為短偶極天線。這些衛(wèi)星比半偶極子小得多，由于體積大，需要經(jīng)過大量改造才能發(fā)揮良好作用。

偶極子類型

由于改良半偶極子的尺寸小于典型UHF波長的一半，具有負(fù)電感，必須加裝額外電容以平衡;或者，可以加入電感，使共振頻率降低到更低。改造這些天線通常通過以下一兩種方式進(jìn)行：

脂肪——“胖”偶極子，也稱為“寬帶”偶極子，其特點(diǎn)是標(biāo)簽面上金屬含量最大。通過蝕刻或銀墨印刷增加標(biāo)簽上的金屬含量。通過加厚線材，電感降低，金屬表面增加會(huì)產(chǎn)生較大的電容。由于這些標(biāo)簽含有大量金屬，通常最適合用于玻璃、木材和塑料等高介電表面。

蜿蜒曲折——?大多數(shù)人會(huì)將曲紋與UHFRFID標(biāo)簽聯(lián)系起來，即使他們不知道曲紋為何會(huì)出現(xiàn)在標(biāo)簽上。曲折是線來回折疊時(shí)常見的產(chǎn)物，形成線沿線形成的峰谷。這些曲折實(shí)際上是在延長線材本身，卻沒有增加標(biāo)簽的長度。這意味著半波長偶極子線長（16.4+ 厘米）是可能的，同時(shí)仍能安裝在典型印刷標(biāo)簽上（10.2厘米）。曲折降低了共振，使標(biāo)簽以理想頻率共振。