一种RFID小型圆极化四臂螺旋天线的设计

一般四臂螺旋天线的馈电方式有两种，自相移馈电和功分网络馈电。自相移形式由于其相位不易控制，且4个天线臂结构产生差异，方向图也略有变化，因此选择采用功分网络来实现馈电。威尔金森形式的功分器尺寸较大，且隔离电阻会导致损耗增加，因此该处采用简单的T型功分器。图4为功分网络的结构图。

图4、T型功分结构图

2、天线的仿真与实测结果

图5给出了仿真和实测的驻波结果对比图，由图中可看出，仿真和实测结果吻合良好，天线在国内UHF。频段920～925 MHz内的实测驻波在1.2以下，且在908～928 MHz内的驻波均在1.5以下，可满足实际应用。图6给出了天线增益和轴比随频率的变化，可看出天线的峰值增益为3.5 dB，轴比在带内<2 dB。图7和图8给出了天线在XZ和YZ面的归一化方向图，从图中可看出天线的3 dB波束宽度>120°，前后比>15dB。图9给出了天线的实物照片，天线的整体尺寸为6 mln<60 mm<6 mm，与传统RFID天线相比尺寸较小。综上所述，该天线性能优越，满足目前UHF频段RFID系统对于天线的要求。

图5、天线驻波仿真和测试结果图

图6、天线的增益和轴比随频率的变化

图7、天线XZ和YZ面二维归一化方向图

图8、天线实物图

3、结束语

文中运用新的结构和耦合匹配理论，设计了一种小型圆极化四臂螺旋天线。该天线可应用于UHF频段的射频识别系统中。与传统的射频识别天线相比，其具有尺寸小、剖面低、圆极化和宽波束等优点。经制作测试，实测与仿真结果吻合良好。

作者：王永强、雷振亚、李磊、陈雷，西安电子科技大学天线与微波技术国防科技重点实验室