超高頻射頻識別抗金屬標(biāo)簽研究.pdf

1、超高頻(UHF)射頻識別(RFID)技術(shù)由于具有較遠(yuǎn)的讀取距離而獲得現(xiàn)代供應(yīng)鏈管理及交通管理的極大關(guān)注。在很多應(yīng)用中，RFID標(biāo)簽需要貼附于金屬物體表面。但是，具有類偶極子天線的普通無源超高頻RFID標(biāo)簽應(yīng)用于金屬表面時，其阻抗匹配、輻射效率和輻射方向圖都會發(fā)生改變，從而導(dǎo)致標(biāo)簽的性能變差，甚至不能被有效讀取。為了解決超高頻RFID標(biāo)簽應(yīng)用于金屬表面的問題，本文首先分析了標(biāo)簽應(yīng)用于金屬表面性能惡化的原因。然后針對實際應(yīng)用的需求設(shè)計了兩種

2、超高頻RFID抗金屬標(biāo)簽天線。最后，將抗金屬標(biāo)簽應(yīng)用于車輛出入管理。全文研究內(nèi)容及創(chuàng)新總結(jié)如下：
　　 (1)本文從天線參數(shù)的角度分析了具有類偶極子天線的超高頻RFID標(biāo)簽被放置于金屬表面時的性能變化。為了有效獲得天線參數(shù)在金屬表面的變化，采用有限元法(FEM)與矩量法(MoM)相結(jié)合的方法進(jìn)行天線仿真。最后，通過實驗測試進(jìn)行驗證。分析結(jié)果表明，對于類偶極子超高頻RFID標(biāo)簽，當(dāng)其墊高于金屬表面0.05λ～0.1λ(16mm～3

3、2mm)時，其性能可以恢復(fù)至自由空間中的性能。
　　 (2)為了滿足低輪廓的需求，分別設(shè)計了基于短路短截線饋電微帶天線與開路短截線饋電微帶天線的兩款超高頻RFID抗金屬標(biāo)簽天線。其中，基于開路短截線饋電的微帶標(biāo)簽天線具有完全平面結(jié)構(gòu)，適合采用印刷工藝進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)，能有效降低抗金屬標(biāo)簽的制作成本。此外，開路短截線饋電的微帶標(biāo)簽天線具有更大的阻抗調(diào)節(jié)范圍，有利于阻抗共軛匹配。最后，將短路短截線饋電微帶標(biāo)簽天線設(shè)計方法與開路短截線饋

4、電微帶標(biāo)簽天線設(shè)計方法相結(jié)合，提出了一種較完備的超高頻RFID抗金屬標(biāo)簽設(shè)計的方案。
　　 (3)為了覆蓋全球超高頻RFID的所有頻段，提出在深度嵌入饋電的微帶天線上嵌入U形隙縫對以獲得寬頻帶特性的方法。通過在深度嵌入饋電的微帶天線上嵌入一對U形隙縫，可以在原模式附近激勵一個新的輻射模式，從而獲得寬頻帶特性。根據(jù)該方法，制作了兩款寬頻帶的超高頻RFID抗金屬標(biāo)簽，一款覆蓋北美與歐洲超高頻RFID頻段，另一款覆蓋中國的兩個分立的超