超高頻射頻識別標(biāo)簽天線研究與設(shè)計.pdf

1、射頻識別(RadioFrequencyIdentification，RFID)是一種通過無線電波來進行自動識別的技術(shù)，是一項可應(yīng)用到全部波段的新發(fā)展領(lǐng)域。標(biāo)簽天線作為RFID系統(tǒng)的重要組成部分，對標(biāo)簽天線的進一步研究及性能的優(yōu)化是目前研究中的重要問題，而對尺寸的進一步研究是其中的難點。要想能更廣泛地應(yīng)用到各行各業(yè)中，抗金屬的相關(guān)技術(shù)也需要更多的分析。
　　 本文的研究都是基于超高頻段的RFID標(biāo)簽天線進行設(shè)計分析的。在課題背景及

2、國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，本文首先介紹了RFID系統(tǒng)的一些基礎(chǔ)理論，包括RFID系統(tǒng)的組成、工作過程及標(biāo)簽天線的基本知識。然后對基本振子的輻射性能進行研究并對天線的一些性能參數(shù)做了介紹。對本文中所使用的重要電磁仿真軟件HFSS進行了介紹。重點分析了相關(guān)的匹配理論，包括閱讀距離、匹配方式等。
　　 基于以上基礎(chǔ)知識及要點的分析，本文提出了兩款小型化的標(biāo)簽天線設(shè)計。一款為基于彎折線結(jié)構(gòu)優(yōu)化的小型化標(biāo)簽天線。該天線的尺寸僅為19mm×3

3、0mm×1.5mm，增益達(dá)到了1.48dBi，輻射效率為88.8％。基于開口諧振環(huán)(SplitRingResonator,SRR)結(jié)構(gòu)的小型化標(biāo)簽天線的尺寸為24mm×25mm×1mm，仿真增益為0.43dBi，輻射效率達(dá)到了94％。這兩款小型化的標(biāo)簽天線的阻抗匹配調(diào)節(jié)過程都用到了T匹配結(jié)構(gòu)，其小尺寸和高增益在目前關(guān)于小型化結(jié)構(gòu)的研究中都極具競爭力。同時，這兩款設(shè)計都具有結(jié)構(gòu)簡單、造價低、易于制作加工等優(yōu)點。最后，對第一款尺寸為19mm

4、×30mm的天線進行了加工。利用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀及專用測試探頭對加工的天線進行了阻抗測試，對測試和仿真的結(jié)果進行分析討論并畫出它們的比較圖形，證明了該小型化彎折線標(biāo)簽天線的實用性和可行性。
　　 最后，本文將金屬環(huán)境對普通標(biāo)簽天線的影響進行了詳細(xì)分析。結(jié)合T型匹配，提出一款采用倒F型結(jié)構(gòu)的抗金屬標(biāo)簽天線。該天線的尺寸僅為29mm×36mm，增益為-4.4dBi，在相關(guān)的研究中也占據(jù)了很大的優(yōu)勢。同時本文還分析了該天線的性能及其輸入