原创 UHF读写器天线实际设计

1. 阅读器天线的类型

UHF频段的RFID阅读器天线是多种多样的，是以微带天线为主体的天线系统。微带天线的特点是：

1. 剖面簿，容易与阅读器电子系统的外壳共形，内藏。

2. 体积小，重量轻。

3. 平面结构。

4. 具有多频段多极化工作能力。

微带天线以其结构分，通常可分为三种基本类型：微带贴片天线；微带行波天线；微波缝隙天线。

2. 固定基站式阅读器微带天线

图7所示的是UHF 阅读器微带矩形天线。通过微带矩形天线的馈电点由阻抗是50Ω的同轴电缆与SMA射频连接器将标签返回RF载波信号输入阅读器。也可以将阅读器发射的RF载波信号通过天线辐射到标签。

在国内，有近百家的天线公司或工厂。这些天线厂家主要的产品是基本上传统的卫星接收天线、电视接收天线、车载天线，蜂窝基站天线等等，相对于从事RFID天线设计的单位很少，基础比较薄弱。

国内LF和HF的RFID系统的天线设计比较成熟。对于特定环境应用的UHF频段RFID天线的设计和应用比较成熟

印刷电路和微带工艺促进了UHF 阅读器天线构造的多元阵（Oltman-1）。阵列天线的优越之处在于由天线单元及其相互连接的传输线可以在预定的方向上产生一个或多个波束。从而使我们所需要的信噪比最大，这就是现代通讯的自适应阵（adaptive array）或者叫智能阵。

阅读器可以通过其软件相位编程，判断那些标签在波束覆盖范围内，那些在波束覆盖之外。

不过目前我们使用的阵列天线尚只能以提高增益和带宽为主。

3. 分形天线

数学家通常指形为正反复其中n是采取至无限远。事实上，没有一个图形或物理代表性的分形是能够满足这个标准。 理学家，计算机科学家和工程师们通过了较少限制和现实，说明分形迭代中的应用为主题的某一大小规模。 数学家通常指形为正反复其中n是采取至无限远。事实上，没有一个图形或物理代表性的分形是能够满足这个标准。 理学家，计算机科学家和工程师们通过了较少限制现实，说明分形具有有限迭次数。

当然是需要至少两个人的自我类似方面的分形。具有有限迭代次数。当然是需要至少两个人的自我类似方面的分形。

分形已应用于作为描述的许多物质结构，如地形;云彩;蔬菜;树木;解剖器官;星系团;闪电等等 他们已应用于工程中最成功的一种手段的图像压缩和图像增强。分形天线是最成功的硬件实现的分形几何。

在芬兰的坦佩雷技术大学，研究者发现分形UHF RFID 手持式读者天线比四个阵列传统的天线设计更加性能优异。

我们的分形遗传优化程序是一种以计算机为基础的优化工具，我们使用，以帮助确定最佳的分形设计为特定天线或电子的问题。 It uses a genetic algorithm (see Haupt and Haupt, 1996, Practical Genetic Algorithms, Wiley) to help find these best designs.它采用遗传算法（见豪普特和豪普特， 1996年，实用的遗传算法，威利） ，以帮助找到这些最佳设计。

 

4. 分形天线的研究现状

 

对分形天线的研究主要分为分形天线单元和分形天线阵列的研究。分形天线单元是具有分形形式的天线单元，主要通过导体弯曲或在导体面上引入孔径来形成。它们基于基本的分形形状，比如#$%&’$()*$ 垫片，+,(-.%/0&12 树、3145 曲线、3145 岛屿。与传统天线设计相比，它的好处在于能够减小尺寸拓宽带宽。在许多情况下，分形天线单元的使用可以简化电路设计，减少建造消耗，增强可靠性。因为它是自加载的，不需要任何匹配单元来实现多频或宽频工作。

尽管现在的研究工作大多以9::+CD、# 波段的应用为主，分形天线设计技术可以用于任何频率和任意类型的天线，比如偶极子、单极子、螺旋天线。用分形设计产品代替移动电话中的传统天线可以得到更好的性能，生产起来比较便宜，频带比较宽可以用于将来移动电话中的EF# 接收机中。近年来，国外学者对分形天线作了大量的工作，相比较之下，国内的研究不是很多。