新颖单极天线组阵设计：12dBi线极化RFID天线研究

"该研究提出了一种新型的12 dBi线极化RFID天线设计，采用单极天线组阵替代传统的微带天线组阵，具有更小的尺寸、更轻的重量和更低的成本。单极天线由缩短的偶极子天线一臂构成，馈电直接接地，另一臂垂直设置。天线长度设计为四分之一波长以实现谐振。通过添加引向器来提高天线增益和增强方向性，引向器的长度和数量需要精确调整以优化性能。" RFID（Radio Frequency Identification）技术是一种非接触式的自动识别技术，通过无线射频信号识别特定目标并读取或写入数据，而无需人工干预。在RFID系统中，天线起着至关重要的作用，它负责接收和发射射频能量，确保RFID标签与阅读器之间的通信。 传统上，制作12 dBi线极化天线通常采用微带天线组阵，但这种设计的尺寸较大，不利于便携和大规模部署。本文的研究者提出了一种创新方法，即使用单极振子组阵来设计12 dBi线极化的天线。单极天线是在偶极子天线的基础上改良的，其中一臂长度设为零，馈电直接接地，形成一种对称性被打破的结构。这种设计的优势在于其小型化、轻量化以及较低的成本。 单极天线的设计关键在于其长度，通常应为四分之一波长，这样可以保证天线谐振，实现与馈线的良好匹配。如果天线长度过短，匹配和效率会受到影响，馈线区域的辐射也会导致天线方向图特性的恶化。单极天线的电流和电荷分布与对称振子相似，但输入特性不同，其方向性更强，辐射功率和平均辐射强度减半，因此有效增益较低。 为了提升天线的增益和增强方向性，研究者在单极天线前面增加了引向器。引向器与有源振子之间的距离和长度需精心设计，通常在0.15 λ到0.4 λ之间，以确保电流相位差能增强特定方向的辐射场。引向器数量的增加可以进一步提高增益，但过多的引向器可能会导致系统复杂性和成本上升。 这项研究为RFID领域提供了一种新的天线设计方案，它通过单极天线和引向器的组合，实现了高增益、强方向性的12 dBi线极化天线，且体积更小，适合于各种应用场景，尤其是在需要高效、紧凑和低成本RFID系统的场合。