射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）又称电子标签，是一种利用射频信号自动识别目标对象并获取相关信息的技术，它具有条码无法提供的整批读取、可读写大量资料、可编程性等特点，在零售、物流、交通、通信终端、医疗等领域具有广阔应用前景。

基本的RFID系统由RFID标签（Tag）、RFID阅读器（Reader）及应用支撑软件等几部分组成。按照制造流程区分，其价格体系主要由RFID晶片、天线、封装技术、载体、记忆体、电池等决定。

其中，天线是一种以电磁波形式把无线电收发机的射频信号功率接收或辐射出去的装置。天线按工作频段可分为长波、短波、超短波以及微波天线等；按方向性可分为全向天线、定向天线等；按外形可分为线状天线、面状天线等。

在RFID系统中，天线分为标签天线和读写器天线两种情况，当前的RFID系统主要集中在LF、HF(13.56MHz)、UHF和微波频段。天线的原理和设计在LF、HF和UHF频段有根本上的不同。实质上，由于在LF和HF频段系统近场区并没有电磁波的传播，因此天线的问题主要集中在UHF和微波频段。

1. RFID标签天线设计

天线的目标是传输最大的能量进出标签芯片，这需要仔细的设计天线和自由空间以及其相连的标签芯片的匹配，当工作频率增加到微波区域的时候，天线与标签芯片之间的匹配问题变得更加严峻。一直以来，标签天线的开发基于的是50或者75欧姆输入阻抗，而在RFID应用中，芯片的输入阻抗可能是任意值，并且很难在工作状态下准确测试，缺少准确的参数，天线的设计难以达到最佳。相应的小尺寸以及低成本等要求也对天线的设计带来挑战，天线的设计面临许多难题。

标签天线特性受所标识物体的形状及物理特性影响，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，局部结构对辐射模式的影响等都将影响天线的性能。
在中国，有近百家的天线公司或工厂。这些天线厂家主要的产品是基本上传统的卫星接收天线、电视接收天线、车载天线，蜂窝基站天线等等，相对于从事RFID天线设计的单位很少，基础比较薄弱。国内LF和HF的RFID系统的天线设计比较成熟。对于特定环境应用的UHF频段RFID天线的设计和应用比较成熟，比如应用于铁路运输上的电子车号自动识别系统，该系统中阅读器天线为安装在地面的微带天线，并且带有很坚固的防护外壳。标签体积较大并且封装在塑料壳中，标签天线可靠性高、加工工艺成熟但是成本高。在读写器和标签位置、方向不固定、或者周围电磁影响严重的一些系统中存在识别准确率不高，测试一致性不理想的问题。

国际上已经研制出一种在RFID芯片上嵌入天线的方法，常规RFID芯片需要用一个外部天线来实现它们与外部读取器的通信，而微芯片的片载天线使它能够接收来自读写器的无线信号并将ID号回送。因此这种芯片无需任何外部器件即可自行进行工作。目前国内关于片上天线的研究基本处于空白状态。国外致力于覆盖各种频率的复合天线设计，基于研究可以用来纺织复合天线、电源和数据总线的未来服装所需要的新型材料，促进电子标签在服装上的使用。

2. RFID读写器天线设计

对于近距离13.56MHzRFID应用(<10cm)，比如门禁系统，天线一般和读写器集成在一起，对于远距离13.56MHz(10cm-1m)或者UHF频段(<3m)的RFID系统，天线和读写器采取分离式结构，并通过阻抗匹配的同轴电缆连接到一起。读写器由于结构、安装和使用环境等变化多样，并且读写器产品朝着小型化甚至超小型化发展，天线设计面临新的挑战。

读写器天线设计要求低剖面、小型化以及多频段覆盖。对于分离式读写器，还将涉及到天线阵的设计问题。它还涉及到小型化的问题带来的低效率、低增益问题。目前国际上已经开始研究读写器应用的智能波束扫描天线阵，读写器可以按照一定的处理顺序，智能的打开和关闭不同的天线，使系统能够感知不同天线覆盖区域的标签，增大系统覆盖范围。

3. RFID天线制造技术

目前，有三种天线制造技术：蚀刻/冲压天线（etched/punched antenna）、印刷天线（printed antenna）和绕线式天线。其中，绕线和印刷技术在中国大陆得到了较为广泛的应用，台湾大部分的RFID标签制造商也是采用此技术；而蚀刻技术主要应用于欧洲地区，而在台湾，目前仅少数软性电路板厂有能力运用此技术制造RFID标签。绕线技术仅可用于制造125K与13.56M频宽的RFID标签，无法用于制造UHF频宽的RFID标签。印刷技术与蚀刻技术均可以运用于大量制造13.56M、UHF频宽，但是印刷的品质较蚀刻的差且耐用年限较短。一般印刷的RFID标签耐用年限为二至三年。但蚀刻的RFID标签耐用年限为十年以上。

按照美国护照案(e-passport)要求，其tag之耐用年限基本要求为十年以上，必须采用蚀刻技术制造。以下简单介绍绕线、印刷二种技术的特点和差异。

（1）印刷天线结构与特征

RFID标签(又称非接触式IC卡)与接触式IC卡等其他卡产品的显着不同之处是包括了一个含有天线和晶片的INLAY层。不同INLAY制造方式形成各有特点的制造技术。不同的制造技术也影响RFID标签的结构设计。一张INLAY的两面都加上印刷层和保护膜即组成了一张RFID标签。

与绕线天线相比，印刷天线有以下优点：

（a）印刷式天线制造可较精确调整电性能参数，将卡片使用性能最佳化。RFID标签电性能参数的设计是十分重要的，它直接影响了RFID标签的读卡距离对读卡机的适应性和工作稳定性。RFID标签的主要技术电性能主要参数有：谐振频率、Q值和阻抗。为了达到最优性能所有的RFID标签制造技术都可以采用改变天线匝数、天线尺寸大小和线径粗细方法来获得。但印刷天线技术除此以外，还可以通过局部改变线的宽度，改变晶片层的厚度等精确调整到所需的目标值。RFID标签的谐振频率、Q值和阻抗可以采用阻抗仪或是网络分析仪测出。

（b）印刷式天线制造可任意改变线圈形状，以适应用户表面加工要求。由于RFID卡片的多用途使用，以及各种个性化的要求越来越多，将对RFID标签表面及卡体夹有种种限制，如打凸字，敏感图形等。印刷天线INLAY可按要求方便地改变成任何形状，甚至为非规则曲线以满足客户要求，而不降低任何使用性能。

（c）印刷式天线制造可使用各种不同卡基体材料，此种结构可按用户要求使用不同卡体材料，除PVC外，还可使用PET-G、PET、ABS、PC和纸基材料等。如果采用绕线技术，就很难用PC等材料生产出适应恶劣环境条件的RFID标签。

（d）印刷式天线制造适合于各种不同厂家提供的晶片模块。随着RFID标签的广泛使用，越来越多的IC晶片厂家都加入到生产RFID晶片模块的队伍。由于缺乏统一的标准，电性能参数也不同，而印刷天线INLAY结构的灵活性，可分别与各种不同晶片以及采用不同封装形式的模块相匹配，以达到最佳使用性能。

（2）天线印刷技术

天线印刷是一道重要加工工序。天线印刷技术与一般网版印刷技术相同。首先按设计好的天线形状进行制版。印刷网目可按实际需要在100-257目/吋之间选用。印刷油墨的选用十分关键。由于油墨是导电体。油墨主要成分是金属如银和铝等。要选用那些低电阻率、荷值比高的油墨。印刷后线圈的电阻一般在2-25Ω之间。

根据实际技术需要，采用单面或双面印刷天线，可以获得所需要的感抗。要想获得高质量的天线，还需要在许多细微之外进行改进，如油墨选用、油墨调和、压力大小、网目选用等，印刷板制作和油墨干燥等方面。这些都需要长期的工作实际经验累积。与绕线和蚀刻天线相比，印刷天线的技术的最显着特点是投资少、效率高。

（3）晶片模块与天线之间的连接技术

连接是指晶片模块与天线之间的连接，它是所有不同天线制造技术中的一个关键环节。印刷天线与模块之间一般采用导电胶粘合或是直接压合的方法。印刷天线的塔接面积一般都大于模块连接端的面积，保证了连接的可靠性，再加上层压时高温高压，使得模块引线端与天线塔接块熔为一体。此种连接方式的优点是技术可操作性高和性能可靠性高。

绕线式天线通常采用焊接的方式连接模块。此种技术在保证焊接牢靠、天线硬实和模块位置十分准确以及焊接电流控制较好的情况下，能保证较好的连接。但因受控的因素较多，容易出现虚焊、假焊和偏焊等缺陷。此种连接方法的另一个优点是可使用体积细小的模块，如Mifare1、FCP2模块等方便地进行连接，而不降低产能和增加成本。采用此类小型封装模块，可以制作厚度≦0.5mm的RFID标签，而且表面无痕迹。RFID标签制造业现在已经有将晶片(Die)与印刷天线贴合的技术，并广泛用于智能标签的生产。