用于射頻識別系統(tǒng)的標(biāo)簽天線研究與設(shè)計.pdf

1、射頻識別(Radio Frequency Identification，RFID)技術(shù)是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，特別是UHF頻段因其識別速度及識別距離等各種優(yōu)勢成為各國研究的熱點。標(biāo)簽應(yīng)用環(huán)境具有多樣性，一般的天線已經(jīng)不能滿足RFID天線系統(tǒng)的要求。而作為RFID系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，標(biāo)簽天線的研究與設(shè)計具有十分重要的意義。標(biāo)簽天線設(shè)計需要具有抗金屬和小型化及天線阻抗需要與芯片匹配的設(shè)計要求，因此本文主要針對這幾方面進行研究分析。

2、　　首先，本文對RFID系統(tǒng)及其工作頻段與各頻段應(yīng)用進行了簡要介紹，并針對標(biāo)簽天線小型化及抗金屬技術(shù)的國內(nèi)外現(xiàn)狀進行研究、總結(jié)及分析，接著簡要介紹了天線的基本參數(shù)及仿真軟件HFSS，同時對標(biāo)簽天線性能參數(shù)進行研究，主要包含閱讀距離，天線與芯片之間的匹配及實現(xiàn)匹配的方式進行展開，并對本文設(shè)計采用的T型匹配網(wǎng)絡(luò)進行了詳細的研究與分析。
　　然后，本文對標(biāo)簽天線的設(shè)計要求進行總結(jié)，并分析了金屬對RFID系統(tǒng)的影響，并針對標(biāo)簽天線抗金屬的

3、設(shè)計要求，設(shè)計了一款抗金屬的標(biāo)簽天線。天線尺寸為35×36x3(mm3)。該天線針對阻抗為24-j207Ω的標(biāo)簽芯片進行設(shè)計，并采用T型匹配網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)天線與芯片之間的匹配。天線在925MHz時，天線回波損耗約-35dB，仿真結(jié)果表明，天線與芯片之間的匹配較好。天線-3dB阻抗帶寬為10MHz，可在UHF頻段工作。由該天線的輻射方向圖可見，該天線在xoy，yoz及xoz平面基本具有全向性。另外，本文還對天線的結(jié)構(gòu)參數(shù)進行仿真分析，仿真結(jié)果表

4、明，天線阻抗在(11～39)+j(170～240)Ω變化，可以實現(xiàn)天線與在此范圍內(nèi)的其他芯片匹配。
　　最后，本文在研究SRR(Split Ring Resonator，開口環(huán)諧振器)的基礎(chǔ)上，將SRR結(jié)構(gòu)用于標(biāo)簽天線小型化設(shè)計。天線結(jié)構(gòu)尺寸僅為30x25x1(mm3)，充分體現(xiàn)該天線小型化的特性。本設(shè)計同樣針對阻抗為24-j207Ω的標(biāo)簽芯片，采用T型匹配網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)天線與芯片之間的匹配。天線在925MHz時，天線的回波損耗為-50

5、dB，仿真結(jié)果表明其很好實現(xiàn)了天線與芯片之間的匹配。通過天線平面輻射方向圖的仿真可以看出，該天線在xoy，yoz及xoz平面具有一定的全向性。同時將本文將所設(shè)計的天線加工實物，采用端口延伸的方法對其輸入阻抗進行測試。測試結(jié)果表明，天線阻抗與仿真趨勢基本一致。所設(shè)計的天線結(jié)構(gòu)簡單具有一定的工程實用意義。同時本文還對天線結(jié)構(gòu)中某些參數(shù)進行仿真分析，仿真結(jié)果表明，改變天線結(jié)構(gòu)，可以實現(xiàn)天線阻抗在約(15～350)+j(180～420)Ω的范圍