射频识别读写器天线研究与设计
发布时间：2021-01-26 22:43
近几年,射频识别技术（RFID）作为一种新兴的无线通信应用方向,已经被广泛地运用到了各种应用领域,如物流管理、智能跟踪、智能卡、动物标签、电子收费和商店安全等。读写器天线作为RFID的重要组件,天线性能的好坏将直接影响整个系统的效率和鲁棒性。本文致力于小型化、宽带RFID读写器天线的研究,将从以下几个方面展开工作:首先,本文对读写器天线国内外发展情况做了简单介绍,介绍了有关RFID系统的组成和基本理论、微带天线几种结构和优缺点、天线的基本参数和馈电方式。并给出了论文的研究方向和工作重点。其次,针对当前读写器天线存在尺寸较大、设计成本较高的问题,设本文计了一款适用于UHF频段和ISM频段的小型化双频单层手持读写器天线。天线采用FR4介质层,首先在辐射贴片中间开正方形槽并在辐射贴片上分别开四边狭缝和四角狭缝,实现天线的双频和小型化,然后对天线结构中的各个参数进行仿真分析,最终确定天线各个参数取值,并制作出实物进行测试。测试结果表明天线工作频段为910MHz-938MHz和2.42GHz-2.48GHz,阻抗带宽分别为28MHz和60MHz,最大增益分别为-1.68dB和-2.67dB,所以...
【文章来源】：辽宁工程技术大学辽宁省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【图文】：
图１．５采用共面波导馈电的印刷缝隙天线??Ｆｉｇｕｒｅ?１．５?Ｐｒｉｎｔｅｄ?ｓｌｏｔ?ａｎｔｅｎｎａ?ｆｅｄ?ｂｙ?ｃｏｐｌａｎａｒ?ｗａｖｅｇｕｉｄｅ??
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?辽宁工程技术大学硕士学位论文???递。在福射区的一定范围内，被称为近场辐射区，又称为菲涅Ｋ。在福射近场区里，天线??附近的电场强度随着距离的增加变化大，并旦场强分布不均匀，在不同距离的方向图会存??在ｐ定变化。辐＃ｔ近场的边界范围：??２Ｄ２??０．６２Ｊ—＜ｒ＜——?（３．２４）??Ｖ?２?２??⑶辐射远场??辐射远场就是远场区，又称为弗朗荷费区，大部分天线都是工作在远场区，福射远场??的边界范围：??２Ｄ２??ｒ＞—?（３．２５）??Ａ??天线的电场分布图如图３?．２所示ａ??＼?＿射近场？??图３．２天线的电场分布??Ｆｉｇｕｒｅ?３．２?Ｅｌｅｃｔｒｉｃ?ｆｉｅｌｄ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｏｆ?ａｎｔｅｎｎａ??３．４天线的馈电方式??本节主要介绍微带天线的几种馈电方式还有共面波导馈电。微带线馈线方式主??要有，微带线边愧同轴线馈电、耦合馈电。微带天线有多种馈电方式：微带线馈??电、缝隙馈电和电磁耦合馈电等。微带贴片天线和微带行波天线常采用微带线和同轴线??馈电，因为这两种馈电方式在调节天线阻抗匹配时简单方便，可以通过数学公式进行估算??后使用ＨＦＳＳ软件进行微小调节，但是馈电位置会对天线辐射性能产生影响。??２６??
【参考文献】：
期刊论文
[1]RFID技术在服装行业智能制造中的应用[J]. 吴龙. 西安工程大学学报. 2019(01)
[2]服装制造领域RFID标签应用需求分析[J]. 杨林. 中国自动识别技术. 2019(01)
[3]全向及定向圆极化天线的小型化研究[J]. 蔺炜. 南京信息工程大学学报(自然科学版). 2019(01)
[4]基于支节容性加载的小型化低剖面超表面天线[J]. 隽月,车文荃,杨琬琛. 南京信息工程大学学报(自然科学版). 2019(01)
[5]小型化分形结构UWB天线的研究[J]. 南敬昌,刘银玲,高明明,李蕾. 电子测量与仪器学报. 2018(12)
[6]RFID技术在动物个体行为识别中的应用进展[J]. 黄孟选,李丽华,许利军,申艳路,贾兰英. 中国家禽. 2018(22)
[7]一种W形小型化微带天线的设计与仿真[J]. 亓协兴,陈彦铮. 山东工业技术. 2018(23)
[8]一种小型化双向辐射超宽带缝隙天线的设计[J]. 陈奋忠. 厦门理工学院学报. 2018(05)
[9]基于单片机的RFID智能卡消费系统设计[J]. 胡敏,陈旭楠. 电子技术. 2017(09)
[10]超高频RFID小型化读写器天线设计[J]. 南敬昌,李锋,李蕾. 微波学报. 2017(03)
博士论文
[1]小型化宽带多层微带贴片天线研究[D]. 史志玮.西南交通大学 2012
[2]天线散射机理分析与RCS控制技术研究[D]. 姜文.西安电子科技大学 2012
[3]超宽带槽线天线的理论研究与设计实现[D]. 苏明.北京邮电大学 2011
[4]RFID关键技术研究与实现[D]. 丁治国.中国科学技术大学 2009
[5]宽带圆极化微带天线分析与设计[D]. 卞磊.南京理工大学 2008
硕士论文
[1]双频圆极化微带天线的研究与设计[D]. 杨澜.南京邮电大学 2018
[2]基于开槽技术的小型多频微带天线的研究与设计[D]. 姜铭鑫.南京邮电大学 2018
[3]超高频区域可控RFID近场天线的研究[D]. 梁一山.北京邮电大学 2018
[4]宽频带RFID读写器天线设计与系统应用[D]. 闵银萍.北京邮电大学 2017
[5]基于智能天线的UHF RFID体系结构分析及波束赋形的研究[D]. 韩晓迪.天津工业大学 2017
[6]双频圆极化射频识别读写器天线的研究[D]. 汉俊杰.大连海事大学 2016
[7]新型超高频RFID近场读写器天线的研究与设计[D]. 崔彩霞.北京邮电大学 2016
[8]宽带及双频小型化圆极化微带天线的研究[D]. 尚玉玺.西南交通大学 2015
[9]强金属环境中应用RFID近场天线的设计与研究[D]. 贾朝锋.电子科技大学 2012
[10]UHF频段射频识别系统天线研究[D]. 胡汝刚.北京交通大学 2008
本文编号：3001940
【文章来源】：辽宁工程技术大学辽宁省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【图文】：
图１．５采用共面波导馈电的印刷缝隙天线??Ｆｉｇｕｒｅ?１．５?Ｐｒｉｎｔｅｄ?ｓｌｏｔ?ａｎｔｅｎｎａ?ｆｅｄ?ｂｙ?ｃｏｐｌａｎａｒ?ｗａｖｅｇｕｉｄｅ??
?辽宁工：程技术大学硕士箏位论文???们相近来拓宽天线的带宽。（２）采用Ｌ型探针技术［２Ｓ－３Ｑ１，利用福射贴片天线的枝节缝隙与Ｌ??型探针可以等效为电容效应可以与探针自带的电感效应相互抵消，从而拓宽天线的：ｎ作频??率。（３）采用开槽技术［３１，通过在天线辐射贴片上开槽引入新的激励使天线产生新的谐振??模式，并使新的谐振频率靠近天线的原频率拓宽天线的带宽。??文献［３３］设计一款加载Ｖ型槽和ＤＧＳ结构小型宽带天线，如图１．４所示。该天线通过??加载Ｖ型槽产生了新的电流路径，引入新的谐振点来拓宽天线带宽，并通过缺地隙结构??（ＤＧＳ?＊?Ｄｅｆｅｃｔｅｄ?ｇｒｏｕｎｄ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）改变了微带线￥１射贴：片上的．电感．和电容分布。该结构使天．??线具有慢波特性和带隙特：性，从而拓宽天线带宽。与一般的微带天线相比加载Ｖ型槽和??ＤＧＳ结构的微带天线的相对带宽增加了?１３％。??Ｂ??图１．４无憂Ｖ型槽和ＤＧＳ结构小型宽带天线??Ｆｉｇｕｒｅ?１．４?Ｌｏａｄｅｄ?Ｖ－ｇｒｏｏｖｅ?ａｎｄ?ＤＧＳ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｓｍａｌｌ?ｂｒｏａｄｂａｎｄ?ａｎｔｅｎｎａ??Ｌ????ｌ?」＇ｙ＊－??图１．５采用共面波导馈电的印刷缝隙天线??Ｆｉｇｕｒｅ?１．５?Ｐｒｉｎｔｅｄ?ｓｌｏｔ?ａｎｔｅｎｎａ?ｆｅｄ?ｂｙ?ｃｏｐｌａｎａｒ?ｗａｖｅｇｕｉｄｅ??文献［３４］设计了一款采用共面波导（ＣＰＷ）馈电的新型宽带圆极化（ＣＰ）印刷缝隙天线，如??图１．５所示。该天线通过Ｓ形槽以产生用于右旋圆极化，引入Ｌ形辐射器以获得间■以完全??５??
?辽宁工程技术大学硕士学位论文???递。在福射区的一定范围内，被称为近场辐射区，又称为菲涅Ｋ。在福射近场区里，天线??附近的电场强度随着距离的增加变化大，并旦场强分布不均匀，在不同距离的方向图会存??在ｐ定变化。辐＃ｔ近场的边界范围：??２Ｄ２??０．６２Ｊ—＜ｒ＜——?（３．２４）??Ｖ?２?２??⑶辐射远场??辐射远场就是远场区，又称为弗朗荷费区，大部分天线都是工作在远场区，福射远场??的边界范围：??２Ｄ２??ｒ＞—?（３．２５）??Ａ??天线的电场分布图如图３?．２所示ａ??＼?＿射近场？??图３．２天线的电场分布??Ｆｉｇｕｒｅ?３．２?Ｅｌｅｃｔｒｉｃ?ｆｉｅｌｄ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｏｆ?ａｎｔｅｎｎａ??３．４天线的馈电方式??本节主要介绍微带天线的几种馈电方式还有共面波导馈电。微带线馈线方式主??要有，微带线边愧同轴线馈电、耦合馈电。微带天线有多种馈电方式：微带线馈??电、缝隙馈电和电磁耦合馈电等。微带贴片天线和微带行波天线常采用微带线和同轴线??馈电，因为这两种馈电方式在调节天线阻抗匹配时简单方便，可以通过数学公式进行估算??后使用ＨＦＳＳ软件进行微小调节，但是馈电位置会对天线辐射性能产生影响。??２６??
【参考文献】：
期刊论文
[1]RFID技术在服装行业智能制造中的应用[J]. 吴龙. 西安工程大学学报. 2019(01)
[2]服装制造领域RFID标签应用需求分析[J]. 杨林. 中国自动识别技术. 2019(01)
[3]全向及定向圆极化天线的小型化研究[J]. 蔺炜. 南京信息工程大学学报(自然科学版). 2019(01)
[4]基于支节容性加载的小型化低剖面超表面天线[J]. 隽月,车文荃,杨琬琛. 南京信息工程大学学报(自然科学版). 2019(01)
[5]小型化分形结构UWB天线的研究[J]. 南敬昌,刘银玲,高明明,李蕾. 电子测量与仪器学报. 2018(12)
[6]RFID技术在动物个体行为识别中的应用进展[J]. 黄孟选,李丽华,许利军,申艳路,贾兰英. 中国家禽. 2018(22)
[7]一种W形小型化微带天线的设计与仿真[J]. 亓协兴,陈彦铮. 山东工业技术. 2018(23)
[8]一种小型化双向辐射超宽带缝隙天线的设计[J]. 陈奋忠. 厦门理工学院学报. 2018(05)
[9]基于单片机的RFID智能卡消费系统设计[J]. 胡敏,陈旭楠. 电子技术. 2017(09)
[10]超高频RFID小型化读写器天线设计[J]. 南敬昌,李锋,李蕾. 微波学报. 2017(03)
博士论文
[1]小型化宽带多层微带贴片天线研究[D]. 史志玮.西南交通大学 2012
[2]天线散射机理分析与RCS控制技术研究[D]. 姜文.西安电子科技大学 2012
[3]超宽带槽线天线的理论研究与设计实现[D]. 苏明.北京邮电大学 2011
[4]RFID关键技术研究与实现[D]. 丁治国.中国科学技术大学 2009
[5]宽带圆极化微带天线分析与设计[D]. 卞磊.南京理工大学 2008
硕士论文
[1]双频圆极化微带天线的研究与设计[D]. 杨澜.南京邮电大学 2018
[2]基于开槽技术的小型多频微带天线的研究与设计[D]. 姜铭鑫.南京邮电大学 2018
[3]超高频区域可控RFID近场天线的研究[D]. 梁一山.北京邮电大学 2018
[4]宽频带RFID读写器天线设计与系统应用[D]. 闵银萍.北京邮电大学 2017
[5]基于智能天线的UHF RFID体系结构分析及波束赋形的研究[D]. 韩晓迪.天津工业大学 2017
[6]双频圆极化射频识别读写器天线的研究[D]. 汉俊杰.大连海事大学 2016
[7]新型超高频RFID近场读写器天线的研究与设计[D]. 崔彩霞.北京邮电大学 2016
[8]宽带及双频小型化圆极化微带天线的研究[D]. 尚玉玺.西南交通大学 2015
[9]强金属环境中应用RFID近场天线的设计与研究[D]. 贾朝锋.电子科技大学 2012
[10]UHF频段射频识别系统天线研究[D]. 胡汝刚.北京交通大学 2008
本文编号：3001940
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