面向干式水表产品追溯的RFID 标签天线设计*

王 翠，洪 涛

(中国计量大学 质量与安全工程学院，浙江 杭州 310018)

0 引言

干式水表，是指水表计量机构采用磁性元件传动，计数器不与被计量水接触的一种旋翼式水表，具有读数清晰、抄表方便、计量精确、经久耐用等特点，从而被广泛采用[1-2]。为了保证干式水表的全生命周期产品追溯，必须将RFID 电子标签安装在干式水表内部，但干式水表内部存在鼓轮转动轴、叶轮磁片等金属元件。在RFID 超高频系统中，射频信号对金属环境[3-4]十分敏感，当标签天线接近金属表面时，因电磁感应的影响，金属会产生涡流[5-6]，生成自身感应磁场，导致磁力线趋于平缓[7-8]，无法穿过标签天线，RFID 标签无响应。这给应用于干式水表的RFID 电子标签设计带来了难度。一种用于手术刀的RFID 抗金属标签天线[9]总体尺寸为66 mm×5 mm，采用短路短截线结构，应用高介电常数介质基板达到小型化目的，可嵌入金属或者贴敷于金属表面，最大读距为1 m，但该抗金属标签天线尺寸较大，且读距较小，不适用于内部结构复杂的干式水表。一种抗金属标签应用短路环偶极子天线结构[10]，其尺寸为76 mm×3 mm，靠近金属表面，采用FR4 材质，在-10 dB 处带宽为101 MHz，具有较好的抗金属效果，但其天线结构因干式水表固定装置和机芯的干扰无法在水表中实现。

针对以上内容，本文基于对T 型结构、弯折加载、耦合结构的特点分析，通过对常用弯折偶极子天线电小环结构的设计和相关参数的调整，实现天线回波损耗调节，中心频点的移动，可有效地调整标签天线适应干式水表的内部结构，满足产品追溯的识读要求。……