0mm，b < 70mm，其中a为矩形 天线线圈最外圈长度的尺寸，b为矩形天线线圈最外圈宽度的尺寸，或者d < 70mm，其中d为 圆形天线线圈最外圈直径的尺寸。
[0048] 3、工艺参数，其包括工艺指数p和天线线圈加工厚度t，工艺指数p如下表格所述， 工艺指数P的取值是与天线加工的方法有关;天线线圈加工厚度t根据不同情况有不同的取 值，本发明优选为18um 〇
[0050] 4、谐振频率f，由于本发明的射频识别系统的工作频率优选为13.56MHz，故谐振频 率f优选等于13.56MHz。
[0051 ]在本实施例中，获取射频识别系统中的相关参数，相关参数如上所述，在此就不一 一阐述，并根据相关参数设置天线结构参数，且将该天线结构参数作为优化变量。即根据该 相关参数建立关于天线结构参数的天线结构优化公式，且将该天线结构参数作为天线结构 方程式中的优化变量。
[0052]参考图2,图2是矩形线圈的结构示意图，矩形线圈的天线结构优化公式具体为：
[0057] 在公式（1)中，L!为矩形线圈的电感;uo为真空磁导率，u〇 = 4 · π · l(T7H/m;Aavg和 Bavg分别是矩形线圈的平均长度和平均宽度，其中Aavg = Ai-Ni · (gi+wi)、Bavg = Bi-Ni · (gi+
WihcU是矩形线圈横截面的等效直径： _其中，^为矩形线圈加工厚度、 5 W1为矩形线圈的宽度、gi为线圈间隙、Νι为线圈0i数、Αι为矩形线圈最外圈的长度、Βι为矩形 线圈最外圈的宽度、p为工艺指数。
[0058] 参考图3,图3是圆形线圈的结构示意图，圆形线圈的天线结构优化公式具体为：
[0059]
[0060] 其中：l2 = Davg · π;
[0061] 在公式（2)中，L2为圆形线圈的电感;Davg是圆形线圈的平均直径，其中D avg = D2- N2 · (g2+W2) ;d2是圆形线圈横截面的等效直径
其中，t2为圆形线圈加 工厚度、W2为圆形线圈的宽度、g2为线圈间隙、Ν2为线圈阻数、D2为圆形线圈最外圈直径、Ρ为 工艺指数。
[0062] 为了便于说明，以下内容的天线线圈均已矩形线圈为例子。
[0063] 如图4所示，本发明提供一种基于遗传算法的天线结构设计方法的优选实施例。
[0064] -种基于遗传算法的天线结构设计方法，包括步骤：
[0065] S01、设置一天线结构优化公式，并在所述天线结构优化公式的最优解区域中，随 机产生若干数值作为初始遗传代的染色体；
[0066] S02、将前一个遗传代的全部染色体作为当前遗传代的初始染色体，且分别建立所 述初始染色体对应的目标函数，并根据目标函数的解值将所述初始染色体进行关联性排 序，形成当前遗传代的第一种群；
[0067] S03、分别计算第一种群的每个染色体的选择概率，且根据选择概率随机地选择若 干染色体，并对选中的染色体进行复制，形成当前遗传代的第二种群；
[0068] S04、对所述第二种群的染色体进行交叉操作和变异操作，形成当前遗传代的第三 种群；
[0069] S05、预设一具有足够多代的结束遗传代，若当前遗传代为结束遗传代，输出第三 种群中关联性最强的染色体及其目标函数;若当前遗传代不是结束遗传代，将当前遗传代 的第二种群中全部染色体作为下一个遗传代的初始染色体，重新进行染色体处理。
[0070] 在本实施例中，步骤S01是准备初始遗传代的染色体，作为后续步骤中的父代染色 体;而步骤S02的前一个遗传代的全部染色是指初始遗传代的染色体或者由初始遗传代的 染色体遗传若干代后的新一代染色体，作为当前遗传代的初始染色体，并经过步骤S03、步 骤S04的选择复制操作、交叉操作和变异操作后，形成新的染色体组，即为当前遗传代的第 三种群；在步骤S05中，判断步骤S02到S04中的当前遗传代是否遗传足够多代，若是输出结 果，否则将第三种群的全部染色体作为下一个遗传代的初始染色体，重新进行染色体处理， 即将第三种群的全部染色重新跳到步骤S02中，重复步骤S02、步骤S03和步骤S04的处理，遗 传足够多代，直至满足步骤S05的要求。
[0071] 其中，1为初始遗传代的染色体，或者为当前遗传代的初始染色体'为当前遗传 代的第一种群的染色体，Vi "为当前遗传代的第二种群的染色体，Vi "'为当前遗传代的第三 种群的染色体上为1所对应的目标函数，Fi'为目标函数解值;遗传代的染色体￥1及其 目标函数巧，以及对应当前遗传代的第一种群的染色体1'、第二种群的染色体Vi "和第三种 群的染色体Vf '中，i = l，2, . . .，N，i为整数，N为对应染色体的总数;除了初始遗传代的染 色体及其对应的目标函数，在第二遗传代之后的初始染色体％等于最优染色体Vo，相应地， 第二遗传代之后染色体化的目标函数h等于其对应目标函数Fo, Vo和Fo作为最优解单独保留 下来不参加步骤S03和步骤S04的计算，这是由于选中的概率是随机的，最优的染色体有可 能被漏选，还有交叉操作和变异操作均存在不可预料性。
[0072] 具体地：
[0073] 在步骤SOI中，天线结构优化公式为已作说明，在此就不一一阐述。
[0074] 进一步地，对上述随机产生的染色体（即初始遗传代的染色体）均进行可行性验 证。
[0075] 其中，进行可行性验证的方式为:将产生的随机产生的染色体带入天线结构优化 公式中的约束条件，进行验证是否符合约束要求。
[0076] 约束条件的确定，是由于标签的应用需要与物体有较好的共形特性、小尺寸、低剖 面和低成本等要求，故而使其设计具有一定的约束性，并且天线的目标是传输最大的能量 进入标签芯片，天线与标签芯片构成的并联电路应该满足谐振条件，且谐振频率与射频识 别系统的工作频率相等，将这个实际问题抽象成数学公式，并作为优化方程中的一个约束 条件。
[0077] 除此之外，在实际应用中，对标签天线的结构也有限制。其结构参数有：线圈N、最 外圈边长A和B、线宽w、线间距g、线圈厚度t。其中，最外圈边长A和B由具体应用的标签尺寸 决定。国际标准IS015693的第1部分规定了疏耦合卡片的尺寸为长85.72mm、宽54.03mm、厚 0.76mm，由于设计出的天线线圈需要封装到卡片上，这就使得天线的最外圈边长要小于卡 片的最外圈边长。但从目前的射频标签系统应用案例来看，电子标签的形式已经是多种多 样的，需要根据各种不同需求进行特殊的设计。因此，对外圈边长的约束可以根据实际情况 具体选定。线宽w-般为毫米级，且是线间距g的5~10倍，这两个参数均受到加工工艺的限 制。对于天线线圈的厚度t，当天线采用铜蚀刻工艺加工时，天线的厚度就等于导电铜板的 厚度，虽然天线采用印刷方式加工时，天线的厚度可以调整，但是会受到实际加工条件的限 制。上述约束条件均是由实际应用要求，加工工艺参数所确定的。但是为了能够缩短优化方 程的求解时间，加快搜索速度，可以为天线结构优化公式添加一些与实际要求不冲突的约 束条件，减小求解方程时的搜索范围。因此，约束方程为：
[0081] 在公式堆(3)中，A〇和Bo均为天线标签外圈长的标准尺寸(或用户设置尺寸），w〇和 go均为加工工艺限制的最小线宽及线间距。
[0082] 在步骤S02中，目标函数为天线结构设计过程中想要优化的值，如天线线圈的品质 因子和感应电压等。由此确定的天线结构具有很大的灵活性，可以随着需求的不同而添加 不同的目标函数，为解决实际问题带来了极大的方便。目标函数可以通过如下的方法确定：
[0083] 品质因子Q是一个很重要的量，因为它与天线性能密切相关。品质因子Q是表示振 荡回路处于振荡时，回路中电压和电流增大的程度，它表示天线的传输效率。在天线尺寸不 变的情况下，品质因子Q的值越大意味着其传输功率越强。但是，较高的品质因子Q的值与读 写器的带宽是矛盾的，其将影响到数据传输率。为了不影响数据传输率，品质因子Q的值一 般为20~40,在这个范围内，增大品质因子Q的值会提高天线的性能，增加天线的传输效率。 因此，可以将品质因子Q作为优化方程的目标函数，即：
[0084]
[0085] 在公式(4)中，Q代表品质因子，Rl是标签中芯片的等效电阻，R2是标签天线的等效 电阻，C2为标签电路等效电容，L2是标签天线的电感值，W是天线感应磁场的角频率。
[0086] 或者，除了品质因子Q之外，标签的感应电压也是衡量标签天线性能的一个重要参 数，即标签的能量作用距离。天线的作用就是为标签芯片提供能量，使其可以正常工作，随 着读写距离的增加，空间电磁场能量逐渐衰减，天线供给芯片的电压也逐渐下降，当降至芯 片工作电压以下时，芯片无法正常工作。故标签的能量作用距离就是当天线恰好有足够的 能量供标签工作使用时，标签天线与阅读器天线的距离(感应电压最大化）。根据阅读器天 线的磁场分布情况，只有当磁力线垂直穿过标签时，标签才能通过磁场耦合从读写器天线 获得最大的能力，此时才有可能获得最大的能量作用距离。因此，可以将能量作用距离X作 为优化方程的目标函数，BP:
[0087]
[0088] 在公式(5)中，u〇是真空磁导率，