Низкопрофильная спиральная антенна нормального режима

Bachelor

LOW PROFILE NORMAL MODE HELIX ANTENNA

В последнее время метки RFID диапазона 900 МГц интересны во многих коммерческих областях. Антенны в них должны быть очень маленькими и иметь такие свойства, которые позволяют использовать их в непосредственной близости от металла. Недавно были разработаны очень маленькие спиральные антенны нормальной моды (NMHA) с длиной волны 0,035. Их можно было использовать рядом с металлическими пластинами и бутылками с жидкостью. Однако, поскольку поперечное сечение в форме NMHA было круглым, такая NMHA не была низкопрофильной. Для удобства использования требуется низкопрофильная форма антенны. Предлагается изменить форму поперечного сечения NMHA на прямоугольную. В этом случае электрические характеристики, сопоставимые с разработанной антенной с длиной волны 0,035, могут быть достигнуты при аналогичных размерах.

Расчетная частота составляет 953 МГц. Диаметр проволоки 0,8 мм. Здесь высота антенны (H) установлена равной 0,01 длины волны. Чтобы добиться сопоставимого усиления антенны с предыдущим NMHA, размер изготовленной антенны определяется при длине волны L = 0,04 и длине волны W = 0,044. В этой структуре эффективность антенны становится равной -1.8 дБд. Затем, чтобы спроектировать эквивалентный источник магнитного тока, рассчитывается осевое отношение (AR), определяемое следующим уравнением.

AR=20log |Eф|/|Ео|

Eo Здесь Eф и Eo обозначают напряженность излучаемого поля эквивалентного источника магнитного тока и источников электрического тока соответственно. В условиях очень маленькой антенны доступны значения AR от -6 дБ до -8 дБ. В этих случаях источники электрического тока сильнее, чем эквивалентные источники магнитного тока.

В случае близости металлической пластины резонансная частота уменьшалась до 943 МГц. Этот частотный сдвиг получается равным ~ 1%, что весьма мало.

ВЫВОДЫ В целях разработки низкопрофильной спиральной антенны нормального режима (NMHA) уточняются проектные данные новой NMHA, имеющей прямоугольную форму поперечного сечения. Разработан очень маленький NMHA, имеющий длину 0,04Л, ширину 0,044 Л и высоту 0,01 Л. В ходе экспериментальных исследований было обеспечено усиление антенны -2,87 дБд. Обеспечена возможность использования метки вблизи металлической пластины. Кроме того, в случае использования антенны в непосредтсвенной близости с металлической пластиной обеспечивается коэффициент усиления антенны 0,12 дБд.