李凯丽，梁 庭，洪应平，杨 芳，秦 丽，熊继军

(中北大学a.仪器科学与动态测试教育部重点实验室;b.电子测试技术重点实验室，山西 太原 030051)

1 无线耦合传输简介

在一些非接触信号传输场合，如射频识别(Radio Frequency Identity，RFID)技术，利用无线耦合信号传输方式进行非接触双向通信，实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别对象的目的［1-3］。无线耦合信号传输通过两个电感线圈的互感耦合实现，原理如图1所示［4］。在远距离互感耦合情况下，需要增大信号发射天线端能量，因此需要对信源与发射天线进行阻抗匹配。本文设计了中心频率为7.812 MHz的信号读取天线，并对天线进行阻抗匹配，使信号发生器发射的信号能以最大功率传输到读取天线端。

图1 无线耦合传输原理

2 天线的设计研究

2.1 平面螺旋电感设计

无线耦合信号传输通过天线实现，在此使用由电容与电感组成的LC谐振天线，根据体积面积方面的要求，将天线中电感设计成平面螺旋结构，有正方形、六边形、八边形、圆形等形状［5-6］，如图2 所示。

图2 平面螺旋电感结构示意图

通过式(1)可以计算出平面螺旋的电感值，其中电感 的内径、外径、线宽、线间距等因素都会影响电感值的大小［7-8］，在设计时需要对这些影响因素进行综合考虑。

电感计算公式为

式中:μ为磁导率，真空磁导率μ0=4π×10-7;n为电感线圈匝数，其他参数如表1所示。

表1 电感计算公式参数

2.2 天线参数设计

对LC谐振天线进行阻抗匹配，天线由100 pF的电容与4 μH的平面螺旋电感组成，谐振频率为