UHF频段远近场RFID阅读器天线研究

发布时间：2017-10-06 04:19

  本文关键词：UHF频段远近场RFID阅读器天线研究

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【摘要】：射频识别技术(Radio Frequency Identification, RFID)是一项利用射频信号和空间耦合传输特性来完成识别功能的非接触式自动识别技术。由于RFID操作简单快捷,且无需人工干预,还有识别迅速,安全系数高等优点,因此广泛应用于医疗、交通、生产等领域。作为RFID系统关键技术之一的天线,更是研究的热点。RFID读写器天线按工作距离可分为远场天线和近场天线,按工作频段又可分为低频(LF)天线、高频(HF)天线、超高频(UHF)天线以及微波天线等。本论文主要研究UHF RFID读写天线。最近,UHF频段近场RFID因为其利用受环境干扰小的近场磁场感应而受到广泛关注。近场UHF频段RFID系统所面临的最大挑战就是产生一个足够强且相对均匀的磁场,作为阅读器的应答区域。在LF或HF频段,天线尺寸相对于波长来说是电小尺寸的,因此可以很容易通过准静态方法设计出可产生均匀磁场的天线。而在UHF频段,天线尺寸相对于波长是电大尺寸的,在某些应用中甚至数倍于波长,这给天线的设计带来困难。在实际应用中为了防止误读及环境的影响,近场天线应加上金属屏蔽板,因此,本文研究了金属屏蔽板对UHF RFID近场天线的影响,包括对天线的带宽、输入阻抗以及磁场的影响,并从仿真、计算以及理论三个方面对金属屏蔽板带来的影响进行分析。金属屏蔽板的存在引入了镜像电流,使得天线的输入阻抗和磁场发生变化,输入阻抗的变化则导致了天线谐振点的变化。目前对远近场天线的研究还比较少,本文提出了两种远近场天线结构：一是微带贴片与反向电流对相结合的远近场天线；二是半波折合振子与反向电流对相结合的远近场天线。两者均可同时实现远场和近场功能,且都对反向电流对近场中的盲区进行了补充。前者在近场靠近天线表面的中间区域有阅读盲区的存在,后者对其进行了改善。最后将半波折合振子与反向电流对相结合的远近场天线加工成的实物进行了测试,分别通过近场标签和远场标签测出标签读取情况,测试的结果与仿真结果大体相同。
【关键词】：RFID UHF 近场天线 金属屏蔽板 远近场天线
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP391.44;TN820
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 绪论7-15
• 1.1 引言7
• 1.2 RFID简介7-9
• 1.2.1 RFID系统组成7-8
• 1.2.2 RFID系统的工作方式8-9
• 1.2.3 RFID系统的分类9
• 1.3 国内外研究动态9-14
• 1.3.1 传统UHF频段RFID读写天线10
• 1.3.2 近场UHF频段RFID读写天线10-12
• 1.3.3 UHF频段远近场天线12-14
• 1.4 论文的主要内容及安排14-15
• 2 基于反向电流对的近场天线研究15-29
• 2.1 引言15
• 2.2 基于反向电流对的近场天线简介15-17
• 2.3 金属屏蔽板对近场天线输入阻抗的影响17-24
• 2.3.1 理论分析18-21
• 2.3.2 仿真验证21-24
• 2.4 金属屏蔽板对场分布的影响24-27
• 2.4.1 理论分析24-26
• 2.4.2 仿真验证26-27
• 2.5 小结27-29
• 3 远近场天线的研究29-48
• 3.1 引言29
• 3.2 基于贴片天线和反向电流对的远近场天线研究29-37
• 3.2.1 微带贴片天线简介29-32
• 3.2.2 贴片天线与ODCS天线结合的远近场天线设计32-37
• 3.3 基于半波折合振子和反向电流对的远近场天线研究37-47
• 3.3.1 半波折合振子简介38-39
• 3.3.2 半波折合振子与ODCs天线结合的远近场天线设计39-47
• 3.4 小结47-48
• 4 实验测试与结果分析48-56
• 4.1 引言48
• 4.2 测试方案48-50
• 4.2.1 实验设备及器材48-49
• 4.2.2 测试平台49-50
• 4.3 结果与分析50-55
• 4.3.1 近场测试结果51-53
• 4.3.2 远场测试结果53-55
• 4.4 小结55-56
• 5 总结与展望56-57
• 致谢57-58
• 参考文献58-61
• 攻读硕士期间的研究成果61
• 专利61
• 论文61

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 付俊;;无线射频识别技术研究[J];山西科技;2009年01期

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 潘栓龙;一种433MHz射频识别系统的研究[D];西安电子科技大学;2013年

2 雷旭;UHF射频识别系统中的天线分析与设计[D];西安电子科技大学;2013年

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本文编号：980678