ＲＦＩＤ系统利用射频信号通过空问耦合进行双向信息传 常数将容易激励起表面波，从而降低天线的效率，对天线的 输，实现对待识别物体的自动识别和数据采集。在ＲＦＩＤ系 带宽、方向图等都有不利的影响，所以必须综合考虑。本文所 统中，标签天线的设计是关键技术之一。ＲＦＩＤ标签天线的性 设计天线采用ＬＴＣＣ基板材料为Ｆｅｒｒｏ Ａ６，其相对介电常数 能对整个系统的工作指标有关键性的影响。设计合适的标签 为５．７，ｔａｎ￣５＝０．００１２。天线设计图如图１所示，天线共分为 天线，实现天线与标签芯片的阻抗匹配是设计的关键要点， 三层陶瓷材料结构来设计，在上面两层基板上敷以金属铜当 也是难点所在。目前，有一些标签天线设计的报道，例如折 作天线辐射单元，其基本辐射单元为一０．５０８ｍｉｎｘ ３．１２ｒａｍ 叠型偶极天线、Ｖ型偶极天线、倒Ｆ型天线和分形天线等。这 的细长矩形，辐射单元分布两层，两层间的各个辐射单元以 些天线的轮廓外形大都是半波振子的变形，长度大约为波 ０．２×０．２ｍｍ的小金属片作为过孔连接。采用这种布线方式 长的一半，显得大了点，阻抗匹配不容易也不方便，它们的 一方面可阻隔各层金属线因紧密配置造成的耦合效应，一方 带宽狭窄，难于集成，因此不利于ＲＦＩＤ技术的推广应用 面可以充分利用三维立体空间以缩小整个元件尺寸阁。底层 【ｌ～。 ＬＴＣＣ基板上制作接地金属面，覆盖辐射单元以下直至输入 低温共烧陶瓷（Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏ—ｉｆｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃ， 端的部分。 ＬＴＣＣ）Ｉ艺以其优良的特性，成为了人们研究的重点，大量 为了满足ＲＦＩＤ系统对天线的体积和重量提出的苛刻 的无线射频应用被移植到ＬＴＣＣ工艺上去。ＬＴＣＣ材料具有 要求，可以采用微带线馈电。微带线馈电时馈线与微带贴片 介电常数高、损耗低、介质性能稳定等特性。基于ＬＴＣＣ制 共面，因而制作简单。 作的天线具有体积小、增益高、特性稳定等优良性能，它符 合无线通信产品向轻、薄、短、小方向发展的趋势，而成为近 年来研究的热点 多层陶瓷结构的设计已成为天线小型化的 重要方法，其中使用共面波导方法（ＣＰＷ）馈入以增加频宽的 ＬＴＣＣ天线，或是在陶瓷结构中将辐射元曲折以增加电流路 径的方式使天线达到小型化的方法，或使用过孔将各辐射金 属连接的技术都在片上天线中获得很好的应用 。 本文给出了一种新型的ＲＦＩＤ天线设计。该天线充分利 用ＬＴＣＣ工艺的特性，结合曲折型天线及螺旋天线的结构 形式，运用多层的结构把原先平面上的电路以空间的形式进 行实现，从而使天线进一步小型化。设计的天线工作频率为 ２．４５ＧＨｚ，ＲＦＩＤ标签的输入阻抗为５０Ｑ。 ２．天线设计 天线基板的介电常数是影响天线工作频率的重要参数， 图１天线结构图 由基板的空腔模型可以得知其共振频率为： ３．仿真结果及分析 ｆ：———— —一 （１） ２－ｒｒ Ｌｖ￣－Ｃ－ 采用ＡＤＳ Ｍｏｍｅｎｔｕｍ对天线进行建模和仿真，得到Ｓｌｌ 在谐振频率固定的情况下，使用越高介电常数的介质，所需 回波损耗仿真结果如图２所示，从图２可以看出，天线谐振 作者简介：林子杰，男，福建莆田人，副教授，研究方向：天线设计、移动信道仿真、分集技术、ＭＩＭＯ、ＯＦＤＭ等。 基金项目：福建省教育厅科技项目，项目编号：ＪＡ０７１３７． ２６— 在２．４５ＧＨｚ附近，在２．４５ＧＨｚ频率下的输入阻抗为５１． ６＋ｊ０．７５，反射系数：３６．０８３ｄＢ，Ｓ１１小于．１０ｄＢ的带宽达 ９０ＭＨｚ，相对带宽３．６３９％，其带宽覆盖了ＲＦＩＤ ２．４５ＧＨｚ频 段工作频率。 ｒｅｑ：主 １ｗ Ｉｆｒｅｑ＝２．５００ＧＨＺ Ｉ ｊＢ（ ＇ ∞秘ｌ～ ～衄 强 墨筮，…一 ｆ －＝ —■＼ ｌ： —’ ，叶—一…～］ ｝‘２０－ 一 ＼ ／ ．３０一 ：２４５ｏＧＨｚ ‘ ｐａ（ｓｏ，１） 一３６＿０｛ Ｉ３ 舶 ｛ Ｔ．Ｉ＿ ｌ ０Ｉ ｌ Ｉ ｌ’Ｊ ０ ・ ＿’Ｊ ｌ ｌ Ｉ’Ｊ ０ ｌ ｌ ’ 鞠 ， ，船 ，４且 ， ’ 柏 ｆｒｅｑ ＧＨｚ （ａ）天线的Ｓ１１仿真结果 ｅｑｔｏ．０００￣＇１０ ５ Ｏ００Ｇｌｉ＝】 （ｂ）输入阻抗 图２天线的仿真结果 １０ ０ Ｘ：３．４０ｍｍ １０ 喜ｔ。 △：３．Ｏ５ｍｍ ‘３０ 口：２．９５ｍｍ ．４０ ｆｒｅｑ，Ｏ№ 图３基本辐射单元长度改变时Ｓ１ １仿真结果 当把天线基本辐射单元的长度分别改为２．９５ ｍｍ、 ３．０５ｍｍ、３．４０ｍｍ时，得到了如图３所示的仿真结果，从 图上可以看出当基本辐射单元的长度变长时谐振频率点 下降，相反当辐射单元长度变短时谐振频率点上升，这与 天线理论吻合。天线的远场方向图如图４所示，其三维场 型接近椭球型，具有很好的全向性。 。 ， 、 ～～ 一 囡－４ 千缱Ｉ ４．介电常数对天线性能的影响 不同的介电常数的基底对天线的性能有较大的影响，在 天线的尺寸不变的情况下，通过改变基底介电常数，我们做 了一系列的仿真计算，其结果如表１所示。由式（１）可知要减 小天线的尺寸可以通过增大基底的介电常数，当天线结构一 定时，所选基底的介电常数增大，则天线的谐振频率降低。实 验中通过选择不同介电常数的若干种材料进行仿真计算，得 出表１所示的仿真结果，从表ｌ可以看出随着介电常数的增 大天线中心频率呈下降趋势，同时天线的带宽呈变窄趋势。 表１ 介电常数的影响 ５．结论 设计了一种应用于ＲＦＩＤ的天线，通过ＬＴＣＣ技术实现 其结构，达到了小型化的目的。天线体积仅为７．８×８．６２￣ ０．８ｍｍ ，覆盖了ＲＦＩＤ所需的２．４５ＧＨｚ频段，仿真结果表明 天线具有较好的回波损耗特性，天线的增益和方向性也符合 ＲＦＩＤ技术对天线的要求。本文还对天线长度及基底介质常 数对天线性能的影响作了有益的讨论。 参考文献： ［１］Ｒａｏ ＫＶ Ｓ，Ｎｉｋｉｔｉｎ．Ａ Ｒｅｎｅｗ ａｎｄ Ａ Ｐｒａｃｔｉｃａｌ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ． Ａｎｔｅｎｎａ Ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ ＵＨＦ ＲＦ ＩＤ Ｔａｇｓ，Ｄｅｅ，２００５，５３（１２）：３８７０－３８７５． ［２】Ｌｉ Ｘｉｕｐｉｎｇ，Ｇａｏ Ｊｉａｎｊｕｎ，Ｇｅｏｒｇｅ Ｂｏｅｃｋ．Ｐｒｉｎｔｅｄ ｄｉｐｏｌｅ ａｎｔｅｎｎａ ｄｅｓｉｇｎ ｂｙ ａｒｔｉｉｆｃｉａｌ ｎｅｕｒａｌ ｎｅｔｗｏｒｋ ｍｏｄｅｌｍｇ ｆｏｒ ＲＦＩＤ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ［Ｊ】． Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ＲＦ ａｎｄ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， ２００６，１６（６）：６０７－６１１． （下转第３Ｏ页） ２７— 学“十五”规划立项课题． ［３］王海晖．“智能科学与技术”专业“数字图像处理”课程教学实 践的探讨ｆＪ１．计算机教育，２００９，１ｌ：ｌ１９—１２２． ［４】张辉，崔和宏．谈高校计算机基础教学中学生创新能力的培养 ｆＪ］．黑龙江科技信息，２００７，ｌ５：１４０． ［５］聂良刚．论大学计算机教育中学生创新意识和创新能力的培养 ［Ｊ］．广西财政高等专科学校学报，２００３，１６：７７—７８． Ｃｒｅａｔｉｖｅ Ａｂｉｌｉｔｙ ｉｎ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｐｒａｃｔｉｃｅ Ｔｅａｃｈｉｎｇ Ｗａｎｇ Ｈａｉｈｕｉ Ｚｈａｏ Ｔｏｎｇｚｈｏｕ Ｌｕ Ｔｏｎｇｗｅｉ （Ｗｕｈａｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｈａｎ ４３００７３，Ｈｕｂｅｉ） 【 ｂ＿岫Ｉ醴】Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ａｎ ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ ｐｅｒｓｏｎｎｅｌ ｔｒａｉｎｉｎｇ ｆｏｒ ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ，ｎａｄ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｔｈｅ ｏｖｅｒａｌｌ ｆｒａｍｅｗｏｒｋ ｏｆ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｍｏｄｅ１．Ｔｈｅ ａｕｔｈｏｒ ｐｒｏｐｏｓｅｓ ｔｏ ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎ ｔｈｅ ｓｏｆｔ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ａｎｄ ｔｏ ｃａｒｒｙ ｏｕｔ ｔｈｅ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｃｏｎｔｅｎｔ，ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ ｍｅａｎｓ，ｓｏ ａｓ ｔｏ ｂｅｔｔｅｒ ｓｅｒｖｉｃｅ ｆｏｒ ｔｒａｉｎｉｎｇ ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ ｔａｌｅｎｔｓ． 【 啊ｃ出】ｐｒａｃｔｉｃｅ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ；ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ；ｃｏｎｔｅｎｔ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ；ｓｙｓｔｅｍ ｃｏｎｓｔｕｒｃｔｉｏｎ （上接第２７页） ［３】Ａｌｂｅ￣Ｃｈｅｅ Ｗ．Ｌｕ，Ｋａｉ Ｍ．Ｃｈｕａ，ａｎｄ Ｍ．Ｓｕｎ．ＬＴＣＣ—ｂａｓｅｄ ４７－５１． ｃｏｍｐａｃｔ ｗｉｄｅｂａｎｄ ｎａｔｅｎｎａ［Ｊ］．Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ｏｐｔ Ｔｅｃｈｎｏ１．Ｌｅｔｔ，２００５ ｖｏ１． ［５］Ｊｕｎｇ—Ｉｃｋ Ｍｏｏｎ ａｎｄ Ｓｅｏｎｇ—Ｏｏｋ Ｐａｒｋ Ｓｍａｌｌ ｃｈｉｐ ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ａｎｔｅｎｎａ ４７：６０８－６０９． ｆｏｒ ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ｏｐｔ Ｔｅｃｈｎｏ１．Ｌｅｔｔ．，２００３ 【４］Ｄ．Ｓ．Ｙｉｍ ａｎｄ Ｓ．Ｏ．Ｐａｒｋ．ｓｍａｌｌ ｉｎｔｅｒｎａｌ ｃｅｒａｍｉｃ ｃｈｉｐ ｎａｔｅｎｎａ ＶＯ１．３９：３６６．３６８． ｆｏｒ ＩＭＴ・２０００ ｈａｎｄｓｅｔｓ［Ｊ］．ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＬＥＴＴＥＲＳ，２００３ Ｖｏ１．３９： Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ａ Ｎｏｖｅｌ ＲＦＩＤ Ａｎｔｅｎｎａ Ｌｉｎ Ｚｉｊｉｅ （Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｊｉｍｅｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉａｍｅｎ ３６１ ０２ １，Ｆｕｊｉｎａ） 【 ｂ｜Ｉ－ｃｔ】Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｍｅｅｔ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｍｉｎｉａｔｕｒｉｚａｔｉｏｎ ｔｒｅｎｄ ｏｆ Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｉｆｃａｔｉｏｎ（ＲＦＩＤ）ｔａｇ ａｎｔｅｎｎａ，ａ ｎｏｖｅｌ ａｎｔｅｎｎａ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＬＴＣＣ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ａｎｔｅｎｎａ ｈａｓ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｏｍｎｉ －ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｗｉｄｅ ｂａｎｄｗｉｄｔｈ．Ｉｔｓ ｒｅｔｕｒｎ ｌｏｓｓ ｉｓ ｌｅｓｓ ｔｈａｎ—ｌＯｄＢ ｉｎ ｔｈｅ ｒａｎｇｅ ２．４ ｔｏ ２，５ＧＨｚ．Ｗｅ ａｌｓｏ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｏｎｓｔａｎｔ￣ｏｎ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ａｎｔｅｎｎａ． 【ｘＩ巧ｒ＇喇妇】ＲＦＩＤ；ＬＴＣＣ；ｔａｇ ａｎｔｅｎｎａ；ｍｉｎｉｍｉｚａｔｉｏｎ ３０—