在無(wú)線(xiàn)領(lǐng)域，天線(xiàn)用來(lái)從A地點(diǎn)向B地點(diǎn)以最有效的方式發(fā)射無(wú)線(xiàn)電能量，這就是天線(xiàn)的職責(zé)——把送到它上面的能量輻射出去。如果我們正在設(shè)計(jì)UHF RFID系統(tǒng)，那這個(gè)假設(shè)是對(duì)的。然而，在13.56MHz結(jié)果就不大一樣了。在13.56MHz的自由空間，無(wú)線(xiàn)電波的波長(zhǎng)是λ=300/13.56=22.12米。
標(biāo)準(zhǔn)的地面天線(xiàn)的長(zhǎng)度是波長(zhǎng)的四分之一即5.53米。其輻射阻抗約為50歐姆。在13.56MHz RFID系統(tǒng)中，我們不可能采用這樣尺寸的天線(xiàn)。即使我們采用這樣大的天線(xiàn)，輻射功率還是很小。我們來(lái)看一個(gè)例子。假設(shè)我們有一個(gè)環(huán)形天線(xiàn)，其面積有一平方米，則其輻射阻抗為：
RR≈31200×（A/λ2）2
在13.56MHz系統(tǒng)中，RR＝130毫歐姆并且我們可能已經(jīng)用了4米線(xiàn)來(lái)制作這個(gè)天線(xiàn)（假設(shè)天線(xiàn)是正方形），因此如果不發(fā)射能量，我們?cè)趺茨軌虬堰@些能量發(fā)送到想通訊的目標(biāo)？
答案是電磁耦合。有些人把RFID基站稱(chēng)為耦合器。這個(gè)術(shù)語(yǔ)非常恰當(dāng)。實(shí)際上我們把RFID系統(tǒng)天線(xiàn)加標(biāo)簽看成一個(gè)松耦合的變壓器，基站就好像是變壓器的初級(jí)，這個(gè)概念對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員是非常重要的，必須緊記。標(biāo)簽和基站天線(xiàn)組成了系統(tǒng)，不能故意分開(kāi)。
我們必須牢記的另外一點(diǎn)是如果我們把5瓦能量送到一個(gè)環(huán)形RFID天線(xiàn)上，這5瓦能量——不是射頻能量會(huì)被散耗。
耦合電路
在上一段中我們稍微地介紹了另一個(gè)重要的但說(shuō)得最少的概念。上面說(shuō)到一個(gè)松耦合的變壓器。耦合電路的理論不在本文的討論范圍內(nèi)，那要非常冗長(zhǎng)的計(jì)算，但通過(guò)使用像SPICE之類(lèi)的電路模擬器，我們可以降低這方面的負(fù)擔(dān)。現(xiàn)在我們需要定義角色并給它們逐個(gè)定義功能。
第一個(gè)角色是基站天線(xiàn)。為了使標(biāo)簽的通訊范圍最大，必須產(chǎn)生盡可能大的磁場(chǎng)，以便標(biāo)簽?zāi)軌蚪邮盏阶銐驈?qiáng)的能量。因?yàn)榄h(huán)形天線(xiàn)的磁場(chǎng)跟流過(guò)構(gòu)成天線(xiàn)的導(dǎo)體的電流是成比例的，我們必須把這個(gè)電流最大化。
第二個(gè)角色是標(biāo)簽。標(biāo)簽要盡可能多地從基站環(huán)形天線(xiàn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)中收集能量。我們必須使它收集能力最強(qiáng)。
可以通過(guò)多種途徑達(dá)到以上目標(biāo)。然而，下一段將可以看出RFID系統(tǒng)設(shè)計(jì)藝術(shù)需要對(duì)必然會(huì)存在的缺陷和沖突有深入的了解。
了解13.56MHz RFID系統(tǒng)和天線(xiàn)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，請(qǐng)?jiān)L問(wèn)Melexis公司應(yīng)用指南：“13.56 MHz RFID systems. and antennas design guide”，網(wǎng)址為http://www.melexis.com/Asset.aspx?nID=3929&sCmd=download。
