高頻-超高頻電子標(biāo)簽天線設(shè)計(jì)與制備.pdf

1、在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，電子標(biāo)簽具有讀寫速度快、使用方便和壽命長等優(yōu)點(diǎn)，是物聯(lián)網(wǎng)識(shí)別與通訊的關(guān)鍵器件。目前傳統(tǒng)的電子標(biāo)簽天線制造技術(shù)如刻蝕法和導(dǎo)電油墨印刷法工藝相對(duì)復(fù)雜，其導(dǎo)致的高成本是目前電子標(biāo)簽應(yīng)用的最大障礙?；诖耍菊撐奶剿髁艘环N基于“加成法”思想，采用印制電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)的標(biāo)簽天線制造方法，該方法具有工藝簡單、環(huán)境友好和低成本等優(yōu)點(diǎn)。論文主要研究內(nèi)容如下：
　　1.研究并開發(fā)了一種具有可噴印適性的溶液型催化油墨，確定了油墨的組份體系及

2、其工藝參數(shù)，物性測試表明其催化活性粒子固含量為0.3 mol/L，粘度均值為2.6 mPa·s，表面張力均值為33.5 mN/m，初干性均值為5.6 mm/30s，油墨具有較好的流動(dòng)性、穩(wěn)定性和耐候性。
　　2.對(duì)標(biāo)簽天線承印基材聚酰亞胺薄膜進(jìn)行了表面改性研究，結(jié)果表明采用氫氧化鉀和硅烷偶聯(lián)劑可以提高聚酰亞胺薄膜表面粗糙度，改善油墨在其表面的浸潤鋪展特性，增強(qiáng)基材與金屬層之間的結(jié)合力。改性后的PI薄膜表面粗糙度由2.87 nm提高

3、至11.15 nm，油墨與其接觸角由40.9°降低至22.9°。同時(shí)通過單因素變量法確定了高頻標(biāo)簽天線金屬化時(shí)的優(yōu)化鍍液組分和濃度，其中 C4H4O6KNa·4H2O為24 g/L，EDTA·2Na為3 g/L，CuSO4·5H2O為11 g/L，HCHO濃度為12 mL/L。高頻標(biāo)簽射頻收發(fā)測試表明所制備的電子標(biāo)簽閱讀距離為2.5 cm，滿足應(yīng)用要求。
　　3.設(shè)計(jì)了一款超高頻電子標(biāo)簽，采用高頻結(jié)構(gòu)仿真軟件 HFSS進(jìn)行了仿真與

4、優(yōu)化。設(shè)計(jì)完成的超高頻天線的諧振頻率為915 MHz，回波損耗為-20.98 dB，阻抗為7.2+126.9 j，天線增益為2.22 dB。采用紙基材料作為基板，研究開發(fā)了適用于紙基導(dǎo)電圖形制備的表面處理工藝。通過單因素變量法確定了超高頻標(biāo)簽天線金屬化時(shí)的優(yōu)化鍍液組分和濃度。所制備的紙基銅層電導(dǎo)率為2.9×107 S/m，為銅體材電導(dǎo)率的49.2％，表明銅層具有良好的導(dǎo)電性。超高頻電子標(biāo)簽的射頻收發(fā)特性測試表明其閱讀距離可達(dá)42 cm，