基于无源RFID的天线传感器的频率响应机理研究
[Abstract]:Structural health monitoring (SHM),) is an automatic method for monitoring structural health. It is one of the key technologies to ensure structural safety. The traditional health monitoring method has many disadvantages, such as layout, high maintenance cost, complex installation, manual operation and so on. The purpose of this paper is to develop a passive, wireless, reliable and low cost strain sensing technique for RFID. The research direction is to explore the mechanism of strain frequency response of RFID antenna. In this paper, the longitudinal strain process is deduced theoretically, and it is proved that there is a good linear relationship between the resonant frequency and the strain of the microstrip antenna. A patch antenna with microstrip line feed and coaxial feed is designed by using HFSS model. The resonant frequency is 2.45 GHz. The possibility of using microstrip patch antenna as strain sensor is verified by simulation and experiment of longitudinal strain. Aiming at the problems in antenna design and experiment, the paper puts forward the method to improve the experiment. Then a 1 / 4 wavelength microstrip patch antenna with holes is designed. It is proved that the longitudinal strain sensitivity of the microstrip antenna is much higher than that of the transverse strain sensitivity through theoretical derivation, modeling, simulation and experiment. The sensitivity difference between experiment and simulation is analyzed in detail. The relationship between the transfer efficiency and the strain is studied and the strain sensitivity is corrected through the experiment of measuring the transfer efficiency, and the strain sensitivity is modified by the strain simulation based on the Poisson effect. Finally, the sensitivity of resonance frequency offset rate and strain relation of strain sensor is -0.8652. In order to promote the practical application of antenna strain sensor, a microstrip patch antenna with a coaxial feed through a hole is designed in this paper. A wireless measurement scheme is designed to study the relationship between the measurement distance and the resonant frequency of the system. The optimal wireless measurement distance is determined to be 6cm. Strain measurement experiments were carried out at 6cm distance. The experimental results show that there is still a linear relationship between antenna strain and resonant frequency offset in wireless measurement.
【学位授予单位】:上海应用技术大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP391.44;TN820
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本文编号:2264717
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