915MHz弯折偶极子天线设计与匹配研究

"该文研究和设计了一种用于超高频RFID系统的弯折偶极子天线，旨在实现与特定标签芯片的共轭匹配。文章首先介绍了射频识别技术的基本概念，强调了天线设计在RFID系统中的重要性。然后，对半波偶极子天线的性能进行了分析，包括回波损耗、阻抗和方向性。在此基础上，设计了一个弯折偶极子天线，弯折个数为3，以优化天线的阻抗特性，使其与标签芯片Andy100的10-53j阻抗达到共轭匹配。通过仿真，设计的天线获得了-19 dB的回波损耗和13.3+53.2j的阻抗，验证了设计的有效性。" 本文详细探讨了在射频识别(RFID)技术中，偶极子天线的设计和优化。RFID技术作为物联网的关键组成部分，因其非接触式识别、多目标同时识别等优势，在医疗、物流等领域广泛应用。超高频RFID工作在902~928MHz频段，通常选择915MHz作为工作频率，采用电磁反向耦合方式进行能量传输。 天线是RFID标签的核心部分，负责接收和发射电磁波。文中特别指出，考虑到成本和复杂性，阻抗匹配电路往往不被引入到标签设计中，因此天线与芯片的阻抗匹配至关重要。匹配程度直接影响到芯片的吸收功率，从而影响RFID系统的通信距离和无线供电效率。在谐振频率915MHz下，设计的目标是创建一个与Andy100芯片(阻抗为10-53j)共轭匹配的天线，因此设计的弯折偶极子天线阻抗需为10+53j。 文章进一步分析了半波偶极子天线的性能，包括回波损耗s11（衡量信号反射的指标）、阻抗（影响功率传输）以及方向性（影响天线辐射能量的分布）。通过对半波偶极子的改进，提出了弯折偶极子天线，通过增加弯折，改变天线的电气长度，从而调整其阻抗特性。最终，通过仿真验证，设计的弯折偶极子天线达到了预期的阻抗匹配和良好的回波损耗性能。 本文提供了一种实用的天线设计方法，对于理解和优化超高频RFID系统中的天线设计具有指导意义。通过理论分析和实际设计，展示了如何通过调整天线结构以适应特定芯片的阻抗需求，实现了高效、可靠的无线通信。