RFID主要由閱讀器和應答器兩大部分組成。閱讀器（如圖1）是數據捕獲系統，內含一個與應答器相配合的耦合元件。應答器（如圖2）是數據載體，內含一個微型芯片和一個天線線圈組成的耦合元件［1］。

圖1 閱讀器 圖2 應答器

圖3所示為無源RFID閱讀器和應答器的LC振蕩回路工作原理［2］。閱讀器中有由線圈L1電容C1構成的LC振蕩回路1，這個振蕩回路可以產生頻率為f0的交變磁場。應答器中線圈回路的分布電容C’和外接調諧電容C共同構成電容C2與線圈L2并聯形成LC振蕩回路2，其諧振頻率為f，當應答器線圈置于閱讀器的交變磁場中并且其諧振頻率f與閱讀器交變磁場的頻率f0相同時，振蕩回路1、2產生諧振。諧振使閱讀器天線線圈產生非常大的電流，使應答器線圈上的感應電壓達到最大值，經二極管整流后作為穩定的電壓給微型芯片提供工作所需要的能量，完成閱讀器對芯片上的信息讀寫［3-4］。

圖3 無源RFID閱讀器和應答器的LC振蕩回路工作原理

LC振蕩回路的頻率可根據湯姆遜公式（1）計算得到：

（1）

應答器的諧振頻率f是根據所制作的LC振蕩回路的電容值C2和電感值L2得到的。

應答器的天線線圈可以用金屬蝕刻法、金屬線纏繞法、真空鍍金屬法和導電油墨印刷法等多種方法制作得到。線圈生產完成后，其電感值L2就已經確定，根據所測定的線圈電感值L2及閱讀器的發送頻率f0，可與確定所需匹配的電容值C。由于線圈回路附帶了一個分布電容C’，也稱為內部寄生電容，而且分布電容C’的值不可測得，所以通過正確合理的方法選擇調諧電容C就顯得十分重要了。

2、關于調諧電容C的計算

如圖4所示為筆者用導電油墨印制的應答器線圈，根據閱讀器發送頻率的要求，所制作的應答器的諧振頻率f應為8.2 。通過電感測試儀測得線圈電感的大概值為4.5 。

變換公式1得到：

（2）

（3）

在標準電容值中選擇82PF的電容器幫定到圖4所示的線圈導線兩端，如圖5所示為幫定了82PF電容器的應答器。

圖4 用導電油墨印制的應答器線圈 　圖5 綁定了85PF電器的應答器

由于在計算中沒有慮及線圈的分布電容C’，因此，根據公式（3）計算得到的82PF電容值實際上是應答器中的分布電容C’和調諧電容C的總和。若將82PF作為調諧電容值匹配到線圈上，則線圈的總電容值增大，LC回路中的所得到的諧振頻率 必定比要求的8.2 小，將不能與閱讀器產生諧振，因此必須修正調諧電容值。在修正調諧電容值的過程中要反復的檢測修正以后的電子標簽的諧振頻率，這就需要有專門的儀器來測量電子標簽的諧振頻率，由于目前還沒有用來檢測無源電子標簽諧振頻率的合適的儀器，所以筆者自己設計了一款耦合器，這種耦合器通過實驗可以很好的完成檢測電子標簽諧振頻率的工作，下面我們來詳細介紹這款耦合器。

3、耦合器的工作原理

耦合器的核心部分是兩組圍繞在中空圓筒體上的半徑為r、匝數為N的線圈2、3，兩組線圈平行共軸，中心間距L正好為線圈半徑r，從而構成了一個亥姆霍茲線圈［5-6］。如圖6所示。

圖6 亥姆霍茲線圈結構示意圖

取L的中心“O”作為空間坐標體系x、y、z軸的中心。產生的磁場分布如圖7所示

圖7 亥姆霍茲線圈磁場均勻分布曲線圖

圖7曲線“I”、“II”、“II”內各點的磁感應強度H與中心點的磁感應強度H0的相對誤差分別小于1.0%、0.1%和0.01%，中心點0附近的磁場相當均勻，越靠近中心點，磁場均勻性越好。因此，檢測無源RFID應答器頻率時，把應答器放在亥姆霍茲線圈所產生的磁場空間的中心點O上，以使應答器平面上各點所得到的磁場均勻，磁感應強度幾乎相等。