由发射机产生的高频振荡能量,经过传输线(在天线领域,传输线也称为馈线)传送到发射天线,然后由发射天线变为电磁波能量,向预定方向辐射。电磁波通过传播媒质到达接收天线后,接收天线将接收到的电磁波能量转变为导行电磁波,然后通过馈线送到接收机,完成无线电波传输的过程。天线在上述无线电波传输的过程中,是无线通信系统的第一个和最后一个器件。
1. 天线的定义
凡是利用电磁波来传递信息和能量的,都依靠天线来进行工作,天线是用来发射或接收无线电波的装置和部件。
天线可以视为传输线的终端器件。天线作为一个单端口元件,要求与相连接的馈线阻抗匹配。天线的馈线上要尽可能传输行波,使从馈线入射到天线上的能量不被天线反射,尽可能多地辐射出去。天线与馈线、接收机、发射机的匹配或最佳贯通,是天线工程最关心的问题之一。
2. 天线的分类
按照波段分类
长波天线、中波天线、短波天线、超短波天线和微波天线等。
按照结构分类
线状天线、面状天线、缝隙天线和微带天线等。
按照用途分类
广播天线、通信天线、雷达天线、导航天线和RFID天线等。
3. 天线的研究方法
电磁场随时间变化是产生辐射的原因。频率低时,辐射较微弱;频率越高,辐射就越强。天线的结构应该使电场和磁场分布在同一空间,这样可以使两者能量直接转化,电磁能量可以向远处辐射。
3.1 叠加原理
天线的辐射符合叠加原理。
1)线天线
线天线首先求出元电流(或称为电基本振子)的辐射场,然后找出线天线上的电流分布,线天线的辐射是元电流辐射的线积分。
2)面天线
面天线将辐射问题分为内问题和外问题,由已知激励源求天线封闭面上的场为内问题,由封闭面上的场求外部空间辐射场为外问题。在求天线的外问题时,辐射场也要用到叠加原理。
3.2 研究天线的3个方法
研究天线辐射的常用方法有如下3种:
解析解
数值解
仿真软件
4. RFID天线的应用及设计现状
4.1 RFID天线的应用现状
影响RFID天线应用性能的参数主要有天线类型、尺寸结构、材料特性、成本价格、工作频率、频带宽度、极化方向、方向性、增益、波瓣宽度、阻抗问题和环境影响等,RFID天线的应用需要对上述参数加以权衡。
1)RFID天线应用的一般要求
电子标签天线
阅读器天线
2)RFID天线的极化
3)RFID天线的方向性
4)RFID天线的阻抗问题
5)RFID的环境影响
4.2 RFID天线的设计现状
RFID电子标签天线的设计
RFID读写器天线的设计
RFID天线的设计步骤

