RFID技术应用于集装箱领域的解决方案分析

　　消除集装箱金属面影响的解决方法是提高天线和金属面的相对高度。随着相对高度的增加，合成场信号矢量将逐渐增强，到相对高度达到波长的1/4时，合成场信号矢量达到最大，并可获得3 dB增益。而RFID标签贴附于集装箱金属面上时，标签和金属面之间的距离很小，可抬高的空间有限，达不到要求。例如：900 MHz射频的1/4波长近似为8 cm，而集装箱外表面凹槽实际深度只有2 cm。需要在普通电子标签与金属表面间插入一种隔离介质，根据电磁波在介质中的波长公式：其中：λ0为自由空间波长，μ，ε分别为介质导磁率和介电系数。

　　通常的做法是把隔离介质与电子标签封装成一体，从而形成防金属电子标签。需要做的研究包括介质的研究(介质的选择、试验与工艺过程确定等)，特定介质参数的数据分析(μ，ε等)，以及封装形式的选择。

　　4 考虑金属面影响的情况下对电子标签 天线进行设计

　　标签天线特性受所标识物体的形状及物理特性、标签到贴标签物体的距离、贴标签物体的介电常数、金属表面的反射及隔离介质参数等的影响。因此将普通的标签贴附于集装箱金属面时，原来匹配的天线变得不再匹配了，需要对天线重新进行设计，确定天线几何形状与尺寸。超高频RFID标签的天线一般是长条和标签状，而天线有线性和圆极化两种设计[2]，满足不同应用的需求。

　　普通的电子标签天线尺寸极小，但是集装箱体的大面积空间放宽了电子标签天线尺寸的要求。同时天线的设计必须考虑前面提到的隔离介质的影响。天线设计的目标是传输最大的能量进出电路，天线匹配程度越高，天线的辐射性能越好。这需要仔细地设计天线和自由空间以及芯片电路的匹配。UHF波频段的电子标签天线一般采用微带天线形式。在传统的微带天线设计中，我们可以通过控制天线尺寸和结构，或者使用阻抗匹配转换器使其输入阻抗与馈线相匹配。而电子标签芯片阻抗一般呈现强感弱阻的特性，而且很难测量芯片工作状态下的准确阻抗特性数据。其输入阻抗、方向图等特性容易受到加工精度、介质板纯度的影响。在保持天线性能的同时使天线与芯片相匹配，兼顾集装箱金属面的影响，这是集装箱用电子标签天线设计的一个主要难点。在以前的研究中，一般认为可以通过使用宽频带天线实现天线与芯片间的匹配[3]。