超宽带无芯片RFID测距的研究

发布时间：2020-03-19 20:13

【摘要】：无芯片RFID有成本低廉,寿命较长,高稳定性等优点,具有一定的应用价值,同时吸引了众多学者的关注。没有复杂的电子元器件以及电池设备,其编码容量、识别距离、识别能力、抗干扰能力都不同程度的降低。如果能准确地定位无芯片RFID标签,然后使用高增益天线逐个读取标签的信息,那么标签识别距离短、识别能力弱的问题可以得到解决。因此,本文的研究内容为无芯片RFID标签的测距、定位方法。本论文的创新成果具体为:1、针对工作在超宽带频段的无芯片RFID标签,提出使用群延时同时提取标签的编码信息和距离信息的方法。相对于利用矩阵束法、能量谱提取标签信息,该方法更能兼顾稳定性和准确性。2、基于干涉相消的特征提出一种测距方法。采用一种设有位置已知的参考平面做干涉源的测距结构,利用标签散射波与参考平面散射波发生干涉相消的频率计算散射波的行程差,进而计算出标签到天线的距离。3、研究一种判断相邻两脉冲信号相似程度的方法。提取不同时刻的两个脉冲信号的能量谱,以能量谱极小值的频率确定为发生干涉相消电磁波的频率,由频率分布的均匀程度判断两个脉冲信号的相似性。该方法用于分辨结构模式信号和标签模式信号,提高了创新点2的稳定性。4、依据创新点3,提出分割结构模式信号和标签模式信号的方法。使用扩展的矩形窗搜索时域信号中第二个无芯片RFID标签结构模式信号的结束位置,通过其能量谱确定结构模式信号的宽度,使用该宽度的滑动的矩形窗搜索余下的结构模式信号。该方法还可用于解决碰撞问题。5、运用函数图像,平面几何的知识分析并给出圆形定位系统最小分辨距离与阅读器数目、阅读器距离分辨力的关系。实验验证了在特定条件下该关系的正确性。
【图文】：

法（MatrixPencilMethod,MPM）解决了无芯片 RFID 标签的测距、信息提碰撞问题[31][32][34]。涉足过测距以及定位研究的教授则有 N.C.Karmakar，Rk，T. Kaiser，以及杨军[41]。后文首先介绍基于频域编码的无芯片 RFID 标这四位教授的研究成果。于频域编码的无芯片 RFID 标签提出的测距方法是针对基于频域编码标签所设计，该类标签的典型特征是构，，达到控制标签的雷达散射截面（Radar Cross Section, RCS）陷波的有率对标签进行编码。该类标签的时域以及频域特性相似，时域特性将在第频域编码的无芯片 RFID 标签从阅读方法上可以分为三种。第一种是全向线的极化方向为任意方向都能提取标签的信息。图 1-3 给出了一种全向阅

不同大小的圆环能产生不同频率的谐振，图 1-3（b）RCS的 12 个圆环造成的。通过改变圆环的数目、大小可以控制的频率实现标签的编码，据文献描述该标签编码容量可以极化标签。阅读天线的极化方向需要与标签的极化方向一致极化方向跟标签的极化方向垂直，那么标签的信息无法提标签尺寸是 35 20 1 mm3，这是一种采用阶梯阻抗谐振器过改变阶梯阻抗的参数阻抗比 K 和长度比 α 可以同时利用频率进行编码，即实现一个谐振器上产生两个可控的不同频量的目的。据文献描述该类标签编码容量可以达到 79.8 bi是变极化标签。这类标签需要使用两个极化方向正交的天线签，另外一个天线接收标签的散射信号，学者认为采用这样环境的干扰，更好的提取标签的信息。图 1-5 给出了变极化
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP391.44;TN925

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本文编号：2590661