1 引 言 　　射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)技术是近年来兴起的一种自动识别技术。射频识别系统主要由读码系统和标签系统组成，通过无线射频信号传递信息，天线性能的好坏直接影响到整个系统的读写距离和识别率。RFID标签芯片阻抗一般具有电阻较小而容抗较大的特点，且每个芯片都有其特定阻抗，因此必须针对特定芯片设计与之匹配的标签天线。 　　目前，RFID没有全球统一的频率划分规范，在UHF频段，主要有欧洲的866～869 MHz及美国的902～928 MHz。中国刚刚公布的频率标准为840～845 MHz和920～925 MHz两个频段。2005年9月，Cho，C等提出一种双支弯折偶极子加双T形馈电网络的标签天线结构，带宽达到65 MHz(S11<-10 dB)，实现了在867 MHz及915 MHz双频谐振，但是此天线结构复杂、阻抗匹配调整不便。H.Choo等提出另一种实现宽频的较简单的天线结构，即电磁耦合馈电结构，但是天线结构仍然较复杂，参数较多，阻抗调整不易。Li Yang等的文章中提出一种增益很高的双辐射边天线，但是全向性不好，标签使用范围受限制。 　　本文同样采用电磁耦合馈电结构，针对Philips公司的SL3S3001 FTT芯片设计了一种结构简单，阻抗匹配方便，在867 MHz和915 MHz均出现频率谐振点，具有较强的实用价值的标签天线。设计时采用Zeland公司的IE3D软件进行仿真实验，介质板采用工业上最常用、价格又低廉的FR4敷铜板，其厚度为1.6 mm，敷铜厚0.03 mm，介电常数4.7。 　　2 标签天线设计 　　标签芯片的阻抗一般呈现大的容性电抗和小的电阻，这样高Q值的芯片阻抗，使得匹配天线的设计变得很困难，并且限制了天线的阻抗带宽。但是由于成本和制造的要求，标签天线必须直接与芯片匹配。 　　以前常用的各种变形偶极子标签天线为了实现同芯片的阻抗匹配，其谐振频率与匹配的频率之间存在差异，致使阻抗带宽呈窄带特性。文献[3]中提出的电磁耦合馈电结构模型较好地解决了这个问题。此结构由一个独立的辐射主体和一个与之耦合的环形线圈组成，由文献[3]中的等效电路可知，在谐振频率处，天线的输入阻抗Z0各分量为：

其中Rrb,0为辐射主体在谐振频率附近的辐射电阻，M为辐射主体和馈电环之间的互感系数，Lloop为馈电环的自感系数。可见R0与X0可独立调整，便于实现天线电阻与任意芯片阻抗的匹配。利用此结构设计出如下对称结构的标签天线。其结构和阻抗变换特性如图1～图3所示。

　仿真结果显示，此结构天线的谐振频率主要由辐射主体的有效电长度决定。由图2可见，辐射主体与耦合环的大小均不变，两者间距d增加时，输入阻抗的实部减小，虚部负斜率部分逐渐减弱消失，耦合减弱，但谐振频率基本不变。其他值保持不变，W1变化时天线输入阻抗变化规律与图3相似，可见辐射主体大小不变，辐射主体与耦合环间距也不变，耦合环的长度L1或宽度W1增加时，输入阻抗的实部和虚部均增加，耦合强度不变，谐振频率略为降低。

　　可见此结构的天线输入阻抗及谐振频率的调整十分方便，通过调节设计出一种覆盖欧洲和美国两种标准频带宽度的标签天线，其尺寸如表1所示，仿真结果如图4所示。