RFID标签天线阻抗测量方法

简要介绍了UHF和HF频率的电阻测量方法

1.RFID工作频率带

• 目前RFID产品的工作频率为低频、高频和超高频,RFID产品的不同频段具有不同的特性,应用领域也将不同。
• 低频(工作频率从125kHz到134kHz)
• 高频(工作频率为13.56 MHz)
• 超高频(433MHz,860MHz至960MHz)
• 微波(工作频率为2.45 GHz,5.8 GHz)

2.对UHF标签天线阻抗的测量方法的介绍

1.巴伦测试法

• 一般的标签天线如偶极子天线，都属于平衡馈电天线。如果直接利用矢量网络分析仪的同轴线馈电，那么在用该方法测量时，需要在天线和同轴线间连接一个巴伦（平衡/不平衡转换器）。
• 目前的巴伦设计还考虑了抗力变化的问题,但通常它只是阻止了变化的真正部分,因为标签天线本身对空问题具有较大的阻力,还必须增加巴伦和天线之间的阻抗匹配网络,将天线电阻变为50Ω,双棒的特性阻力为50Ω,然后气球通过轴向直接连接到箭头测量仪器,从而实现了标签天线的阻力测量.
• 缺点: 巴伦的工作带宽很小,其精度取决于巴伦的理想水平.
  

2.镜像法

• 根据镜像理论，靠近接地面的单极子天线的输入电阻是对应偶极子天线输入阻抗的一半。因此，采用测量偶极子天线的一半的输入阻抗来实现整个阻抗的测量。
• 把两极天线的一半放在一个大金属板上,SMA连接器通过金属板给天线提供电源,其内芯连接天线，SMA连接器的壳体连接到金属板上。以弯曲双极天线为例,下面的图表显示了测试图.这个测量的阻力是总双plex天线输入阻力的一半.
• 优点: 对测试设备的图像测试要求相对较低.
• 缺点:测试精度一般要求天线是绝对的对称结构,天线基板可以发挥一定支撑作用,保持天线形状;测量精度受地面平面大小的影响。
  

3.双端口S参数法

• 采用S参数法测量电阻的原理是假设天线的正交中心存在一个虚拟的金属基。驱动电压分解为V1和V2,同时, 没有影响天线的分布电流.双极天线的右臂,实际上是 Terminal 1,左臂被看作是虚拟和左臂之间的终端。通过测量这个双端网的S矩阵,所有抵抗[Z]矩阵的元素都可以得到.
• 优点:该方法适用于平衡和不平衡标签天线电阻测试,数据更准确。
• 缺点: 天线电阻需要以复杂的方法计算, 不够直观.
  

3.测量UHF标签天线电阻的步骤

1.镜像法测量步骤

1. 拿一个模拟的大型金属板,连接到 SMA接口,一半的天线连接到 SMA接口
   
2. 导线延迟校正,输入导线延迟,通过史密斯原图获得原型天线电阻的一半(左图为测试结果,右图为仿真结果)
   
   可见,测量的阻力比模拟更接近实际部分,误差的测量较小
3. 误差分析
   ·金属地不够大
   在一个黑暗的房间里没有测量,很容易受到周围环境的干扰

双关S参数法的测量步骤

1. 同时与网格连接两个轴线的耦合以校正延迟
   
2. 两个同轴的信号输入天线以测量两个终端的S参数,并记录S参数的实际和虚构部分
   
3. 电阻由公式计算
   
4. 误差分析
   环境可能对测量结果造成不可预测的干扰
   在测量过程中,大多数时候天线都放在泡沫板上,泡沫板对背面接触的介质很敏感,并且会产生效果。
   ·灵活的电缆线容易弯曲并产生效果。

HF标签天线阻抗的测量方法

1. 旋转两条漆包线,然后分别将两条漆包线连接到 SMA的接头和接地,连接到净分开校正延迟
   
2. 两条漆线连接在线圈的两端,电感通过史密斯圆图读取
   
3. 通过史密斯的原图读取了线圈的电感度,并与仿真数据进行了比较
   
   
   你可以在13点看到测试结果。 56MHz的电感性基本上与仿真相容

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