工控摘要：隨著射頻識別（RFID）技術的快速發展，射頻識別系統得到了越來越廣泛的應用。由于分米波波段（UHF）的RFID系統具有高的讀取速率以及較長的讀取距離，因此近年來關于UHF波段的RFID系統的研究越來越多。無源的RFID標簽（Tag）通常由RFID標簽芯片和RFID標簽天線構成。

        RFID標簽天線的設計對于RFID系統具有十分重要的作用，近來，關于RFID標簽天線的研究越來越多，尤其是對于900MHz頻段的RFID標簽天線。一些基于偶極子結構的標簽天線已經在許多RFID系統中得到成功的應用，但是在一些特殊的應用中，當標簽靠近金屬表面或者貼在金屬表面時，標簽天線的阻抗特性會受到很大的影響，導致讀取距離大大減小，甚至無法工作。這個問題受到了許多研究者的關注，在一些文章中提出了可以放置在金屬表面的RFID標簽天線，這些天線自身都帶有金屬地結構，因此當放置在金屬表面上時仍可以良好的工作。但是，這些天線所匹配的RFID標簽芯片的阻抗的實部值都較小，一般都小于20。而現有的一些RFID標簽芯片的阻抗實部接近40，本文所提出的RFID標簽天線所使用的RFID標簽芯片的阻抗實部為42。
　　
　　另一方面，隨著個人電子通信領域的發展，可穿戴天線也得到了越來越多的研究。在RFID領域，可穿戴的RFID標簽也有著很大的發展前景。除了當RFID標簽天線靠近金屬時會使天線特性改變外，一般的RFID標簽天線在靠近人體的情況下，也會使得阻抗特性發生很大變化，使得讀取距離大大縮短。
　　
　　本文提出了一種可以帶在手腕上的RFID標簽天線，首先對所提出天線的平面結構進行研究，然后對將天線戴在手腕上時的情況進行了仿真分析，并制作了天線實物進行了測量。
　　
　　1天線結構
　　
　　本文所設計的天線是對應一種工作在915MHz的RFID標簽芯片而設計的，該種芯片的輸入阻抗為42-j157Ω。通過調節參數，本文提出的天線很容易與具有其他輸入阻抗值得芯片相匹配。
　　
　　該天線主要由三部分組成，地板，主輻射貼片以及耦合饋電貼片。其中主輻射貼片為兩個對稱的貼片，兩個貼片之間間隔為1mm，貼片的外端由短路片與地板相連。主輻射貼片與地之間采用泡沫層支撐。主輻射貼片上有一對對稱的耦合饋電貼片，相距1mm，標簽芯片對耦合饋電片對稱饋電，耦合貼片與輻射貼片之間通過容性耦合傳遞能量。主輻射貼片與耦合貼片之間放置FR4介質板，er=4.4。通過調節主輻射貼片的長度L1可以調整天線的諧振頻率，而天線的輸入阻抗由參數W1，Lc調節。
　　
　　2仿真與測量結果
　　
　　因為當將天線戴在手腕上時，天線的形狀會發生較大的變化，所以天線設計時，除了要考慮天線處于平面結構時的特性外，還需要進一步考慮當天線被戴在手腕上時發生形變后的特性。
　　
　　使用CSL461讀卡器對制作的RFID標簽天線進行了實驗驗證，設定讀卡器的發射功率為30dBm，讀卡器所連接天線增益為6dBi，測量得到當天線保持平面結構，zui大的讀取距離為2.5m。當天線變形為環形結構并且帶在手腕上是，zui大讀取距離為1.5m。測量結果表明，本文所提出的天線結構可以有效地減小人體對于天線性能的影響，天線在戴在手腕上的情況下，仍然具有可以接受的讀取距離，因此可以在手戴的RFID標簽中得到應用。另外，由于本文所提出的RFID天線也具有金屬地板的結構，因此也具有可以避免金屬表面影響的優良特性。
　　
　　3結論
　　
　　本文提出和設計了一種可以適應于手戴應用的RFID標簽天線。由仿真結果發現，當所設計的天線發生形變，呈環形時，會對它的阻抗特性產生一定的影響，但是仍然能夠較好的與標簽芯片的輸入阻抗匹配，即具有良好的回波損耗特性。為了驗證所設計天線的工作效果，對制作的一加有標簽芯片的天線實物進行了實際的測量。測量結果顯示，當沒有形變時天線可實現的zui大讀取距離為2.5m。在發生形變，戴于手腕上時，zui大的讀取距離可以保持在1.5m，仍然保持在可以接受的讀取范圍內，從實際出發驗證了本文所提出的天線結構可以有效地減小人體對于天線性能的影響，可以應用于手戴的RFID標簽。