第3章 线圈天线设计

在无源RFID电子标签中，低频和高频电子标签占据很大的一块应用市场，例如，在牲畜养殖中使用的耳标，在图书馆中使用的书本电子标签，人员进出门禁使用的人员卡，在校园内广泛使用的校园卡等，因此有必要对这些标签天线的设计理论和方法进行讨论。本节将从低频和高频电磁波的特点出发，介绍线圈天线的理论计算方法，并结合具体的案例介绍低频和高频电子标签的实际工程设计方法。

这里所说的低频电子标签是工作频率为125kHz附近的标签，高频标签是工作频率为13.56MHz附近的标签。区分是否属于线圈天线的适用范围，还要跟导体的趋肤深度相联系，一般来说，如果导体的导电厚度远小于电磁波的趋肤深度，那么就可以划到线圈天线的使用范围，如果导体的厚度与趋肤深度相当或者远大于趋肤深度，那么就不能划分到线圈天线的使用范围，当然特定设计的近场标签除外。

本章所提到的计算磁通、电感等参数的方法均基于导体厚度远小于电磁波的趋肤深度的假设。这样的电子标签获取能量的方式主要是在近场区域通过电磁耦合的方式。因此这些电子标签天线都是采用线圈的结构。这些线圈可以是由有一定直径的金属导线组成的，也可以是由在介质上的金属层构成，本章将对这些不同的情况做具体的分析。

线圈型天线根据实际的使用需要，有可能是圆形的，也有可能是方形的，这些线圈的电感计算方法有一些差异，本章将做具体分析。由于线圈天线在设计时需要采用电感的计算方法，本章的3.3节和3.4节部分内容节选自《电感计算手册》。