UHF頻段射頻識(shí)別系統(tǒng)天線研究.pdf

1、利用射頻信號(hào)對(duì)物體進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別的射頻識(shí)別(Radio FrequencyIdentification，RFID)技術(shù)是一項(xiàng)正在迅速發(fā)展的技術(shù)，尤其是UHF頻段的RFID技術(shù)發(fā)展很快。隨著RFID系統(tǒng)工作頻率的提高，天線設(shè)計(jì)變得越來越重要。本文研究了IJHF頻段RFID系統(tǒng)的天線技術(shù)，主要工作及創(chuàng)新點(diǎn)如下： 首先，本文研究了標(biāo)簽天線及讀寫器天線設(shè)計(jì)的理論方法，并重點(diǎn)研究了標(biāo)簽天線設(shè)計(jì)理論。研究結(jié)果表明，為保證標(biāo)簽天線的基本讀寫距離

2、，在設(shè)計(jì)標(biāo)簽天線時(shí)，需要首先考慮天線增益和標(biāo)簽天線到芯片的功率傳輸系數(shù)，提高功率傳輸系數(shù)的途徑就是調(diào)整標(biāo)簽天線與芯片的輸入阻抗并使它們盡可能實(shí)現(xiàn)共軛匹配。 其次，本文研究并設(shè)計(jì)了一種低成本小型化的UHF頻段RFID標(biāo)簽天線，天線為變形偶極子形式?？梢圆捎谜{(diào)節(jié)短路線的方式調(diào)節(jié)天線的輸入阻抗，本文以此方法設(shè)計(jì)的標(biāo)簽天線輸入阻抗實(shí)部可以在30到50Q范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，虛部在150到300Q范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，可以滿足天線與大多數(shù)芯片的共軛匹配要求。

3、另外通過彎曲偶極子的兩臂可以對(duì)天線進(jìn)行小型化設(shè)計(jì)，本文以此方法設(shè)計(jì)的標(biāo)簽天線尺寸為52mm×44mm×0.5mm，相比同類型其它標(biāo)簽天線，尺寸減小了40％左右。另外由于采用對(duì)稱設(shè)計(jì)，天線主輻射方向指向標(biāo)簽的正反面方向，這樣便于讀寫器識(shí)別標(biāo)簽。最后本文制作了所設(shè)計(jì)的標(biāo)簽天線并分析了標(biāo)簽天線的輸入阻抗測(cè)量方法。 再次，本文研究并設(shè)計(jì)了一種低成本小型化的UHF頻段RFID讀寫器天線。采用上貼片挖孔、增加介電常數(shù)的方式來減小天線的尺寸，

4、并深入研究了天線的各個(gè)尺寸參數(shù)對(duì)天線性能的影響，指出天線性能對(duì)上表面貼片邊長(zhǎng)d、挖孔寬度e以及介電常數(shù)ε的變化比較敏感。文中最后優(yōu)化的天線在2dB增益情況下，天線尺寸在110mm×110mm×3mm左右，相比較于同類型參考天線，面積減小了近70％，阻抗帶寬提高75％左右，軸比帶寬提高60％左右。同時(shí)還可以根據(jù)增益大小的需要調(diào)整天線的尺寸。最后本文制作了其中兩組參數(shù)的讀寫器天線，回波損耗的測(cè)試結(jié)果與仿真結(jié)果吻合較好，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)方法的有效性