基于喷墨打印工艺的RFID标签天线设计研究

发布时间：2017-09-11 02:02

  本文关键词：基于喷墨打印工艺的RFID标签天线设计研究

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【摘要】：射频识别(Radio Frequency Identification, RFID)技术是一种重要的自动识别技术,是物联网技术的关键技术之一。完整的RFID系统一般包括读写器、标签、计算机网络和应用系统。在RFID系统实际应用中,标签的数量是庞大的,如果标签的成本过高,将会使整个系统应用成本很高,因此标签价格过高一直是限制射频识别技术普及应用的重要原因。标签主要由芯片和天线组成,天线的制作成本在标签制作总成本占有较大比重。因此使用新的工艺来制作标签天线以降低制作成本成为关键研究问题。本文结合新兴的印刷电子技术,研究使用喷墨打印工艺制作RFID标签天线,旨在降低标签天线的制作成本。本文首先介绍了RFID系统的基本组成以及工作原理,然后结合电磁场理论介绍天线的辐射场和天线的性能参数。使用高频仿真软件HFSS对UHFRFID标签天线进行仿真设计,着重对天线进行了阻抗匹配设计。给出了两款与SL3ICS1202芯片阻抗匹配的标签天线设计。其次,本文对喷墨打印工艺进行了研究,针对Dimatix公司生产的DMP-2831喷墨打印机,对打印机工作状态的设定和打印参数的确定、印前对承印材料的处理和印后对纳米金属墨水材料的加热固化处理等环节进行了研究。第三,使用喷墨打印工艺制作标签天线并对天线的性能进行了测试分析。包括标签天线的金属层厚度和电阻率的测量；天线S参数进行测量以及根据S参数计算天线的输入阻抗。最后,将标签天线与射频芯片连接,制作成标签半成品Inlay,并使用超高频阅读器对标签的读取距离进行测试。实验数据表明,所制备的两款标签的读取距离分别为3.96m和4.45m,可以满足一般的图书馆及超市的应用要求。
【关键词】：喷墨打印 超高频射频识别 标签天线 阻抗匹配
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN822;TP391.44
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-14
• 1.1 射频识别技术8-11
• 1.1.1 RFID技术的发展历程8-9
• 1.1.2 RFID系统概述9-11
• 1.2 印刷电子技术11-12
• 1.2.1 印刷电子技术的发展11
• 1.2.2 印刷电子技术在RFID标签制作中的应用11-12
• 1.3 课题目标与意义12-13
• 1.4 本论文主要内容及章节安排13-14
• 2 RFID标签天线设计14-44
• 2.1 天线基本理论14-20
• 2.1.1 电磁场基础14-15
• 2.1.2 天线的辐射场15-18
• 2.1.3 天线的性能参数18-20
• 2.2 RFID标签天线的性能及结构分析20-23
• 2.2.1 影响标签性能的因素20-22
• 2.2.2 标签天线类型及结构的确定22-23
• 2.3 RFID标签天线的仿真分析23-44
• 2.3.1 HFSS天线设计流程23-24
• 2.3.2 RFID标签天线的设计目标与参数分析24-26
• 2.3.3 RFID标签天线的仿真分析过程26-44
• 3 喷墨打印工艺44-56
• 3.1 喷墨打印系统44-50
• 3.1.1 DMP-2831喷墨打印系统组成44-45
• 3.1.2 喷墨打印油墨45-47
• 3.1.3 喷墨打印机参数设定47-50
• 3.2 喷墨打印印前处理50-54
• 3.2.1 图案载体制作50-53
• 3.2.2 衬底表面的处理53-54
• 3.3 喷墨打印印后处理54-56
• 4 天线的制作及性能测试56-64
• 4.1 天线的制作56
• 4.2 喷墨打印效果及标签天线性能测试56-64
• 4.2.1 喷墨打印金属薄膜的厚度测量56-57
• 4.2.2 喷墨打印金属薄膜电阻率的测量57-59
• 4.2.3 标签天线阻抗的测量59-64
• 5 RFID标签Inlay的制作及其识别距离的检测64-67
• 5.1 标签天线加载芯片制成Inlay64
• 5.2 标签Inlay识别距离的检测64-67
• 5.2.1 理论计算64-65
• 5.2.2 实际测量65-67
• 结论67-68
• 参考文献68-70
• 致谢70-71

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 汤伟;林斌;周建华;游佰强;;一种小型化RFID标签天线的仿真设计[J];厦门大学学报(自然科学版);2008年01期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 郭福强;一种新型宽带微带巴伦的设计[D];四川大学;2006年

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本文编号：827936