通常情况下,rfid的应用系统主要由读写器和rfid卡两部分组成的,如图1所示.其中,读写器一般作为计算机终端,用来实现对rfid卡的数据读写和存储,它是由控制单元、高频通讯模块和天线组成.而rfid卡则是一种无源的应答器,主要是由一块集成电路(ic)芯片及其外接天线组成,其中rfid芯片通常集成有射频前端、逻辑控制、存储器等电路,有的甚至将天线一起集成在同一芯片上.
图1 射频识别系统原理图
rfid应用系统的基本工作原理是rfid卡进入读写器的射频场后,由其天线获得的感应电流经升压电路作为芯片的电源,同时将带信息的感应电流通过射频前端电路检得数字信号送入逻辑控制电路进行信息处理;所需回复的信息则从存储器中获取经由逻辑控制电路送回射频前端电路,最后通过天线发回给读写器.可见,rfid卡与读写器实现数据通讯过程中起关键的作用是天线.一方面,无源的rfid卡芯片要启动电路工作需要通过天线在读写器天线产生的电磁场中获得足够的能量;另一方面,天线决定了rfid卡与读写器之间的通讯信道和通讯方式.
目前rfid已经得到了广泛应用,且有国际标准:iso10536,iso14443,iso15693,iso18000等几种.这些标准除规定了通讯数据帧协议外,还着重对工作距离、频率、耦合方式等与天线物理特性相关的技术规格进行了规范.rfid应用系统的标准制定决定了rfid天线的选择,下面将分别介绍已广泛应用的各种类型的rfid天线及其性能.