RFID系统天线设计

从公式的零点中计算是拐点以及函数的最大值。

发射天线的最佳半径对应于最大期望阅读器的2孺值。第二个零点的负号表示导电路的磁场强度在x轴的两个方向传播。这里需要指出的是，使用此式的前提条件，是近场耦合有效。下面简介近场耦合的概念。
1．3 近场耦合
真正使用前面所提到的公式时，有效的边界条件为：
d《R以及xλ／2π，原因是当超出上述范围时，近场耦合便失去作用了，开始过渡到远距离的电磁场。一个导体回路上的初始磁场是从天线上开始的。在磁场的传输过程中，由于感应的增加也形成电场。这样，最原始的纯磁场就连续不断地转换成了电磁场。当距离大于λ／2π的时候，电磁场最终摆脱天线，并作为电磁波进入空间。在作为电磁波进入空间之前的这个范围，就叫做天线的近场，本文所涉及的RFID天线设计，是基于近场耦合的概念。所以距离应当限定在上述的范围之内。
1．4 调谐
RFID系统读写器可以等效为一个R-L-C串联电路，其中R为绕线线圈的电阻，L为天线自身的电感。一般调谐过程当中，由于天线线圈本身的电容对于谐振的影响很小，可以忽略不计，故为了使阅读器在工作频率下天线线圈获得最大的电流，需要外加一个电容C，完成对天线的调谐，达到这一目的。而调谐电容，天线的电感以及工作频率之间的关系，可以通过以下汤姆逊公式求得，即：

1．5 电感的估算
电感量值的物理意义是：在电流包围的总面积中产生的磁通量与导体回路包围的电流强度之比。实际RFID天线调试的时候，读写器天线电感量值可以通过阻抗分析仪测出，在条件有限的情况下，也常采用估算公式进行估算。假定导体的直径d与导体回路直径D之比很小(d／D0．001)，则导体回路的电感可简单地近似为：

式中：N为绕线天线的匝数；R为天线线圈的半径；d为导体的内径；μ0为自由空间磁导率。
线圈匝数还有以下的近似公式进行估算，在实际应用中，两个公式可以进行对照使用：

式中：L为线圈电感，单位为nH；A为天线线圈包围面积，单位为cm2；D为导线直径，单位为cm。
1．6 天线的品质因数
天线的性能还与它的品质因数有关。Q既影响能量的传输效率，也影响频率的选择性。过高的Q值虽然能使天线的输出能量增大，但是同时，读写器的通带特性也会受到影响。所以在实际调节Q值的时候，要进行折中的考虑。调节Q值，是通过在R-L-C等效电路上面串接一个电阻R1实现的，具体的公式如下：
Q=ωL／(R+R1) (8)