无源RFID传感器整流天线的设计与研究

发布时间：2017-03-19 02:00

  本文关键词：无源RFID传感器整流天线的设计与研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：物联网技术的发展,离不开智能化的接入终端。能够自我持续供电的无源射频识别传感器标签,除了能够标识物体外,还能自主进行感应、计算和数据通信。供电问题严重制约了射频识别传感器标签发挥其应用潜力。基于无线能量传输的整流天线技术有效地解决了无源射频识别传感器标签的供电难题。本文利用电路仿真软件Agilent ADS和电磁仿真软件Ansoft HFSS,对工作于2.45GHz的无源RFID传感器的整流天线进行了设计与研究。设计的整流天线包括接收天线和整流电路两大部分。接收天线采用具有双向辐射特性和宽频特性的微带环形缝隙天线。通过在天线的环形缝隙边缘开槽,引入微扰,实现了天线的圆极化辐射特性。通过在天线的环形缝隙中心开孔,达到了抑制天线谐波和缩减天线尺寸的目的。设计的接收天线单向最大增益1.9d B,天线谐振带宽(VSWR2)为17.6%,圆极化带宽(AR3d B)达到3.1%。整流电路采用二倍压整流电路来提高输出电压。利用一种有效的阻抗匹配方法,同时采用具有宽带特性的微带渐变线匹配结构,整流电路实现了与接收天线的良好阻抗匹配。在0d Bm的输入功率时,整流电路能达到35%的整流效率和0.5V的直流输出电压。在16d Bm的输入功率时,整流效率达到58%,直流输出电压达到4V。最后,本文利用感光蚀刻法对设计的整流天线进行了加工,并对其进行了测试和分析。
【关键词】：射频识别标签 整流天线 谐波抑制 圆极化 倍压整流
【学位授予单位】：西南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN820
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-15
• 1.1 研究背景及意义8-10
• 1.1.1 无源RFID传感器标签8-9
• 1.1.2 无线能量传输技术9-10
• 1.2 国内外研究现状10-13
• 1.2.1 无源RFID传感器研究现状10
• 1.2.2 整流天线研究现状10-13
• 1.3 本文主要研究内容13-14
• 1.4 本章小结14-15
• 2 整流天线相关理论概述15-32
• 2.1 整流天线系统15-16
• 2.2 天线相关理论与技术16-24
• 2.2.1 微带天线相关理论16-19
• 2.2.2 圆极化技术19-22
• 2.2.3 天线的馈电方式22-24
• 2.3 整流电路相关理论与技术24-31
• 2.3.1 传输线理论24-26
• 2.3.2 二极管整流电路26-27
• 2.3.3 阻抗匹配技术27-31
• 2.4 本章小结31-32
• 3 接收天线设计32-50
• 3.1 微带缝隙天线的设计33-36
• 3.2 天线圆极化的实现36-39
• 3.3 天线谐波抑制功能的实现39
• 3.4 具有谐波抑制能力的圆极化接收天线设计39-49
• 3.4.1 天线仿真结果42-45
• 3.4.2 天线关键设计参数分析45-47
• 3.4.3 介质敷层对天线的影响47-49
• 3.5 本章小结49-50
• 4 整流电路设计50-69
• 4.1 二倍压整流电路设计50-64
• 4.1.1 整流二极管的选取50-53
• 4.1.2 电容与负载的选取53-60
• 4.1.3 匹配网路电路结构选取60-64
• 4.2 整流电路仿真与分析64-68
• 4.2.1 整流电路原理图仿真64-66
• 4.2.2 整流电路原理图与版图联合仿真66-68
• 4.3 本章小结68-69
• 5 整流天线的实现与测试69-82
• 5.1 整流天线的制作69-75
• 5.1.1 整流天线的制作流程69-74
• 5.1.2 制作误差分析74-75
• 5.2 整流天线的测试与分析75-80
• 5.2.1 接收天线测试75-77
• 5.2.2 整流电路测试77-80
• 5.3 无源RFID传感器供电要求80-81
• 5.4 本章小结81-82
• 结论82-84
• 总结82-83
• 展望83-84
• 致谢84-85
• 参考文献85-90
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果90

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本文编号：255319