遠(yuǎn)距離RFID系統(tǒng)的標(biāo)簽天線設(shè)計(jì).pdf

1、作為自動(dòng)識(shí)別技術(shù)快速發(fā)展的典型代表，射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、國(guó)防等眾多領(lǐng)域，給人們的生活帶來很大的方便。其中，采用電磁反向散射調(diào)制方式通信的RFID系統(tǒng)，因其通信距離比較遠(yuǎn)而備受人們的青睞。RFID系統(tǒng)包括閱讀器和標(biāo)簽兩部分，標(biāo)簽主要由標(biāo)簽天線和芯片組成。標(biāo)簽天線作為標(biāo)簽的一部分，它決定著 RFID標(biāo)簽與閱讀器之間的通信信道和通信方式。因此，在RFID系統(tǒng)中，標(biāo)簽天線占有重要的地位。
　　在遠(yuǎn)距離 RF

2、ID系統(tǒng)中，標(biāo)簽天線采用電磁反向散射調(diào)制的方式工作，其原理基礎(chǔ)是調(diào)制雷達(dá)散射截面（RCS）。RCSD，表示標(biāo)簽天線在反向散射調(diào)制狀態(tài)下雷達(dá)散射截面的變化，它可以用來反應(yīng)調(diào)制數(shù)字的調(diào)制比。RCSD達(dá)到最大值時(shí)，閱讀器對(duì)調(diào)制數(shù)字0和1的區(qū)分程度最明顯，此時(shí)，僅針對(duì)RCSD這個(gè)參數(shù)而言，就可以說明RFID系統(tǒng)的通信誤碼率最低、數(shù)據(jù)傳輸正確率最高。本論文中，為保證天線在反向散射調(diào)制狀態(tài)下的RCSD最大，在入射波頻率為915MHz時(shí)，天線滿足以下

3、兩點(diǎn)：第一，天線短路時(shí)，天線在915MHz頻率點(diǎn)上發(fā)生諧振現(xiàn)象，天線散射回波最大；第二，天線與負(fù)載匹配時(shí)，天線散射回波最小。
　　本論文設(shè)計(jì)了兩款天線，它們分別是T型匹配標(biāo)簽天線和雙L型加載標(biāo)簽天線。首先，這兩款天線不僅都滿足與Monza4芯片匹配的要求，而且在反向散射調(diào)制狀態(tài)下的RCSD都達(dá)到了最大值。其次，分析了這兩款天線的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)阻抗和雷達(dá)散射截面的影響。最后，對(duì)兩款天線進(jìn)行了實(shí)物加工，并給出了相應(yīng)參數(shù)的測(cè)試情況。

4、　　對(duì)于T型匹配標(biāo)簽天線的設(shè)計(jì)，天線的最終尺寸為58 mm′30 mm mm′1，增益為1.25dB，頻率在915MHz時(shí)的輸入阻抗為.762+j.14198W，天線在反向散射調(diào)制狀態(tài)下的RCSD約為7.5dB。該天線在860MHz～960MHz頻段內(nèi)的輸入電阻變化范圍為2.5Ω-30.9Ω，輸入電抗變化范圍為115.3Ω-190.7Ω，能夠滿足芯片Monza4部分輸入模式的匹配要求。在ISO/IEC18000-6標(biāo)準(zhǔn)下，使用此標(biāo)簽天線

5、的反向散射RFID系統(tǒng)的最大識(shí)別距離約為10米。
　　對(duì)于雙 L型加載標(biāo)簽天線的設(shè)計(jì)，天線的最終尺寸為42 mm′42 mm′.035 mm，增益為-0.63dB，頻率在915MHz時(shí)的輸入阻抗為89977.+j.14398W，天線在反向散射調(diào)制狀態(tài)下的約為7.3dB。該天線在860MHz～960MHz頻段內(nèi)的輸入電阻變化范圍為5.7Ω-14.9Ω，輸入電抗變化范圍為58.4Ω-249.3Ω，能夠滿足芯片 Monza4部分輸入模式