对数周期偶极子结构的新型近场均匀天线

傅世强，熊昂宇，房少军

(大连海事大学 信息科学技术学院，辽宁 大连 116026)

0 引 言

近年来，超高频(Ultra-high Frequency，UHF)射频识别(Radio-frequency Identification，RFID)技术被广泛应用于物品识别和目标跟踪。就作用距离而言，RFID技术应用分为远场和近场系统。远场系统天线凭借其高定向增益在物流、仓储等固定和手持式的阅读器中进行远距离识别[1]。而在近场系统中，标签和读写器之间通过磁场或电场耦合工作。由于磁耦合在液体和金属环境具有较高的稳定性，成为油管检测、奢侈品管理等方面更理想的选择[2-3]。然而，磁耦合近场UHF RFID天线设计存在许多挑战，包括如何实现宽带化兼容全球不同地区的工作频段、如何根据识别区域设计合理的天线尺寸、如何保证识别区域具有均匀场分布等。

基于同向电流环和反向电流对来加强磁场技术，研究人员已经提出了多款UHF RFID近场阅读器天线。采用环形天线形成同向电流环加强磁场是常用的方法。文献[4]将两个偶极子组合成环路，只能在很小的范围内产生强而均匀的磁场分布；文献[5-6]利用特殊的印刷周期结构实现零相移特性，保证环路变大时电流仍同向流动，但这样的环路结构需要复杂的匹配电路；文献[7]简化了馈网，用渐变的双面微带线对四个偶极子激励实现了宽频带匹配，然而尺寸变大导致中心区域磁场明显低于区域边缘。构造反向电流对也能有效地加强磁场[8]。文献[9-10]对微带线进行合理弯折构造反向电流，但带宽非常窄，分别为15 MHz和40 MHz；文献[11]通过加载两个反射面改善匹配扩展了带宽，但大量集总电容的使用带来加工复杂性；……