适用于金属平台上的UHF RFID标签设计的紧凑型ZOR贴片天线，内置蜿蜒导线

零阶谐振UHF RFID金属表面天线设计 采用平面蛇形线段与紧凑C形贴片结构结合，实现0.915GHz谐振频率，突破传统天线金属背景干扰问题，尺寸<20×40×1.6mm³，实测最大读取距离达11.29米，支持多金属载体稳定工作。

摘要：

首次将两段平面蜿蜒线与紧凑的C形贴片结构结合，设计出一种可用于金属平台的零阶标签天线。该天线的工作频率为0.915 GHz，属于美国UHF RFID（0.902 – 0.928 GHz）频段。蜿蜒线能够提供足够的电感以实现零阶共振，同时可以通过调整线尺寸来有效调节标签的共振频率。通过单元格仿真分析了天线的特性，发现即使包含微芯片也能成功激发零阶共振。所提出的标签天线体积小巧（20×40×1.6 毫米³），在EIRP为4 W时具有最远11.29米的宽频阅读范围。在实际测试中，该标签在各种金属物体上均表现出稳定的读取性能。

引言

与传统条形码系统不同，超高频（UHF）射频识别（RFID）系统能够在更远的距离内提供多路访问和更高的传输速率，并具备高效的数据管理能力[1]。然而，典型的偶极子型UHF RFID标签对支撑物体非常敏感，尤其是在金属表面上[2]，这是因为会产生影响标签天线辐射特性的镜像电流。为了解决这个问题，人们采用了带有绝缘地的微带贴片结构来设计适用于金属表面的各种标签天线[3],[4]。这类贴片天线结构简单、体积小。不过，微芯片贴片的主要缺点是尺寸相对较大[5]，因为它们通常设计在共振频率下工作，而该频率通常是导波波长的几分之一或几倍。为了实现高紧凑性和长阅读距离，人们研究了多种贴片结构变体，如平面倒F天线（PIFA）[6],[7]、平面倒L天线（PILA）[8]和平面倒贴片天线（PIPA）[10]。传统上，还可以通过曲折辐射臂[11]、使用高介电常数基板[12],[13]以及加入槽口[14]等微型化技术来减小天线尺寸。然而，这些技术可能会牺牲天线的带宽和读取范围。