格洛博電子公司首席工程師認(rèn)為天線必須：

    足夠的小以至于能夠貼到需要的物品上,；

    有全向或半球覆蓋的方向性；

    提供最大可能的信號給標(biāo)簽的芯片,；

    無論物品什么方向,，天線的極化都能與讀卡機(jī)的詢問信號相匹配；

    具有魯棒性,；

    非常便宜,。

    在選擇天線的時(shí)候的主要考慮是：

    天線的類型；

    天線的阻抗；

    在應(yīng)用到物品上的RF的性能,；

    在有其他的物品圍繞貼標(biāo)簽物品時(shí)的RF性能,。

    可能的選擇

    這里有兩種使用方式：

    一）貼標(biāo)簽的物品被放在倉庫中，有一個(gè)便攜裝置,，可能是手持式,，詢問所有的物品，并且需要它們給予信息反饋信息,；

    二）在倉庫的門口安裝讀卡設(shè)配,，詢問并記錄進(jìn)出物品。還有一個(gè)主要的選擇是有源標(biāo)簽還是無源標(biāo)簽,。

    可選的天線

    在435 MHz,，2.45 GHz 和 5.8 GHz頻率是用的RFID系統(tǒng)中，可選的天線有幾種,，見下表,，它們重點(diǎn)考慮了天線的尺寸。這樣的小天線的增益是有限的,，增益的大小取決于輻射模式的類型,，全向的天線具有峰值增益0到2dBi；方向性的天線的增益可以達(dá)到6dBi,。增益大小影響天線的作用距離,。下表中的前三個(gè)種類的天線是線極化的，但是微帶面天線可以使圓極化的,，對數(shù)螺旋天線僅僅是圓極化的,。由于RFID標(biāo)簽的方向性是不可控的，所以讀卡機(jī)必須是圓極化的,。一個(gè)圓極化的標(biāo)簽天線可以產(chǎn)生3dB 以強(qiáng)的信號,。

    阻抗問題

    為了最大功率傳輸，天線后的芯片的輸入阻抗必須和天線的輸出阻抗匹配,。幾十年來,，設(shè)計(jì)天線與50 或70歐姆的阻抗匹配，但是可能設(shè)計(jì)天線具有其他的特性阻抗,。例如,，一個(gè)縫隙天線可以設(shè)計(jì)具有幾百歐姆的阻抗。一個(gè)折疊偶極子的阻抗可以是一做個(gè)標(biāo)準(zhǔn)半波偶極子阻抗的20倍,。印刷貼片天線的引出點(diǎn)能夠提供一個(gè)很寬范圍的阻抗(通常是40 到100歐姆),。選擇天線的類型，以至于它的阻抗能夠和標(biāo)簽芯片的輸入阻抗匹配是十分關(guān)鍵的,。另一個(gè)問題是其他的與天線接近的物體可以降低天線的返回?fù)p耗,。對于全向天線,，例如雙偶極子天線，這個(gè)影響是顯著的,。改變雙偶極子天線和一聽番茄醬的間距做了一些實(shí)際測量,，顯示了一些變化。其他的物體也有相似的影響,。此外是物體的介電常數(shù),，而不是金屬，改變了諧振頻率,。一塑料瓶子水降低了最小返回?fù)p耗頻率16%,。當(dāng)物體與天線的距離小于62.5mm的時(shí)候，返回?fù)p耗將導(dǎo)致一個(gè)3.0 dB的插入損耗,，而天線的自由空間插入損耗才0.2dB,。可以設(shè)計(jì)天線使它與接近物體的情況相匹配,，但是天線的行為對于不同的物體和不同的物體距離而不同,。對于全向天線是不可行的，所以設(shè)計(jì)方向性強(qiáng)的天線,，它們不受這個(gè)問題的影響,。

    輻射模式

    在一個(gè)無反射的環(huán)境中測試了天線的模式，包括了各種需要貼標(biāo)簽的物體,，在使用全向天線的時(shí)候性能嚴(yán)重下降,。圓柱金屬聽引起的性能下降是最嚴(yán)重的,，在它與天線距離50mm的時(shí)候,，反回的信號下降大于20dB。天線與物體的中心距離分開到100--150mm的時(shí)候,，反回信號下降約10 到12dB,。在與天線距離100mm的時(shí)候，測量了幾瓶水（塑料和玻璃）,，反回信號降低大于10dB,。在蠟紙盒的液體，甚至蘋果上做試驗(yàn)得到了類似的結(jié)果,。

    局部結(jié)構(gòu)的影響

    在使用手持的儀器的時(shí)候,，大量的其他臨近物體的使讀卡機(jī)天線和標(biāo)簽天線的輻射模式嚴(yán)重失真。這可以對于2.45GHz的工作頻率計(jì)算,，假設(shè)一個(gè)代表性的幾何形狀,，和自由空間相比，顯示返回信號降低了10dB,，在雙天線同時(shí)使用的時(shí)候,，比預(yù)料的模式下降的更多,。在倉庫的使用環(huán)境下，一個(gè)物品盒子具有一個(gè)標(biāo)簽會(huì)有問題,，幾個(gè)標(biāo)簽貼在一個(gè)盒子上以確保所有時(shí)候都有一個(gè)標(biāo)簽是可以看見的,。便攜系統(tǒng)的使用有幾個(gè)天線的問題。每個(gè)盒子兩個(gè)天線足夠適合門禁裝置探測,，這樣局部結(jié)構(gòu)的影響變得不再重要,，因?yàn)殚T禁裝置的讀卡機(jī)天線被固定在倉庫的出入，并且直接指向貼標(biāo)簽的物體,。

    距 離

    RFID天線的增益和是否使用有源的標(biāo)簽芯片將影響系統(tǒng)的使用距離,。樂觀的考慮，在電磁場的輻射強(qiáng)度符合UK的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)時(shí),，2.45GHz 的無源情況下,，全波整流，驅(qū)動(dòng)電壓不大于3伏,，優(yōu)化的RFID天線阻抗環(huán)境(阻抗 200 或300歐姆),，使用距離大約是1米。如果使用WHO限制則更適合于全球范圍的使用,，但是作用距離下降了一半,。這些限制了讀卡機(jī)到標(biāo)簽的電磁場功率。作用距離隨著頻率升高而下降,。如果使用有源芯片作用距離可以達(dá)到5到10米,。

    總 結(jié)

    全向天線應(yīng)該避免在標(biāo)簽中使用，然而是可以使用方向性天線,，它具有更少的輻射模式和返回?fù)p耗的干擾,。天線類型的選擇必須使它的阻抗與自由空間和ASIC匹配。在一個(gè)倉庫中使用天線好像是不可行的,，除非使用有源標(biāo)簽,，但是在任何情況下，倉庫內(nèi)的天線輻射模式將嚴(yán)重失真,。一個(gè)門禁系統(tǒng)的使用將是好的選擇,，可以使用短作用距離的無源標(biāo)簽。當(dāng)然門禁系統(tǒng)比手持的儀器昂貴,，但是手持儀器工作人員需要使用它到倉庫搜尋物品,，人員費(fèi)用同樣昂貴。在門禁系統(tǒng)中,，每一個(gè)物品盒子,，僅需要2個(gè)而不是4個(gè)或6個(gè)RFID標(biāo)簽。