超高频RFID标签天线的设计与实现

发布时间：2017-04-08 04:15

  本文关键词：超高频RFID标签天线的设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：物联网被称为继计算机、互联网之后世界信息产业的第三次浪潮,已成为国家战略。RFID技术作为实现物联网的关键技术和重要基石,标签天线直接影响RFID系统的性能。从发展趋势看,物联网是未来的万亿蓝海市场,将很快迎来井喷式快速发展,对新型传感器标签等产品的需求将会呈现出爆炸性的增长,目前我国在RFID标签天线方面研究的不足将会严重阻碍我国在新型标签等产品方面的设计开发,成为限制其发展的瓶颈。本文通过理论与实践相结合的研究方法,采用由浅入深的实现方式对超高频RFID标签天线的基础理论的和实现方法进行了深入研究,整理完善了超高频RFID标签天线设计和实现全套工艺过程和具体细节,整理汇总了常见寄生单元加载天线的三种形式七种基本结构。同时主要对超高频RFID标签天线的设计和实现进行了深入的研究,全面系统研究了偶极子天线在同一平面,同一方向,直角弯折可能出现的各种情况,以及各种情况下天线性能随结构尺寸的变化情况；并在此基础之上,通过添加额外的耦合或馈电结构进一步分析复杂天线的性能随结构尺寸的的变化情况,在这个过程中仿真实现了十款满足应用需求的天线,最终选择性能最佳的一款天线进行实际制作与测试。验证结果证明了本文研究成果的可靠性和有效性,也解决了实际工程应用中标签天线的设计问题。本文针对超高频RFID标签天线设计中的实际问题开展研究,取得的研究成果不但满足标签的多频段和可靠性等工程需求,而且还具有低成本、小型化等优点。
【关键词】：射频识别 标签天线 阻抗匹配 RFID天线 超高频RFID
【学位授予单位】：中国科学院大学(工程管理与信息技术学院)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN820;TP391.44
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 研究背景与意义9-11
• 1.2 本课题的研究进展11-14
• 1.2.1 国内外研究现状11-12
• 1.2.2 未来发展的趋势12-13
• 1.2.3 当前存在的问题13-14
• 1.3 本文主要研究内容14-17
• 1.3.1 拟采用的实施方案14
• 1.3.2 本方案的技术难点14-15
• 1.3.3 本课题的组织结构15-17
• 第二章 超高频RFID标签天线设计与实现前的工作17-27
• 2.1 基本理论17-19
• 2.1.1 超高频RFID标签的工作原理17-18
• 2.1.2 超高频RFID标签的频段划分18
• 2.1.3 超高频RFID标签的匹配参数18-19
• 2.2 方法研究19-22
• 2.2.1 超高频RFID标签天线设计与实现的通用要求19-20
• 2.2.2 超高频RFID标签天线设计与实现的工艺流程20-21
• 2.2.3 超高频RFID标签天线设计与实现的关键技术21-22
• 2.3 前期准备22-26
• 2.3.1 标签芯片选型22-23
• 2.3.2 芯片阻抗计算23-25
• 2.3.3 天线参数确定25-26
• 2.4 小结26-27
• 第三章 弯折加载的超高频RFID标签天线设计与实现27-55
• 3.1 半波偶极子天线27-31
• 3.1.1 设计建模27-28
• 3.1.2 优化分析28-31
• 3.2 变形偶极子天线31-33
• 3.2.1 设计建模31-32
• 3.2.2 优化分析32-33
• 3.3 折叠偶极子天线33-38
• 3.3.1 设计建模33-34
• 3.3.2 优化分析34-37
• 3.3.3 仿真实现37-38
• 3.4 折合偶极子天线38-42
• 3.4.1 设计建模38-39
• 3.4.2 优化分析39-41
• 3.4.3 仿真实现41-42
• 3.5 弯曲偶极子天线42-46
• 3.5.1 设计建模42-43
• 3.5.2 优化分析43-45
• 3.5.3 仿真实现45-46
• 3.6 弯折偶极子天线46-53
• 3.6.1 弯折偶极子天线概述46-47
• 3.6.2 一次弯折偶极子天线设计建模与仿真实现47-48
• 3.6.3 二次弯折偶极子天线设计建模与仿真实现48-50
• 3.6.4 三次弯折偶极子天线设计建模与仿真实现50-52
• 3.6.5 四次弯折偶极子天线设计建模与仿真实现52-53
• 3.7 小结53-55
• 第四章 寄生加载的超高频RFID标签天线设计与实现55-79
• 4.1 寄生单元加载天线的实现方式55-57
• 4.1.1 改变馈电结构的方式55-56
• 4.1.2 采用耦合馈电的方式56
• 4.1.3 添加额外结构的方式56-57
• 4.2 基于T型馈电的变形偶极子天线57-64
• 4.2.1 设计建模57-58
• 4.2.2 优化分析58-64
• 4.2.3 仿真实现64
• 4.3 基于串联短截线的折叠偶极子天线64-68
• 4.3.1 设计建模64-65
• 4.3.2 优化分析65-67
• 4.3.3 仿真实现67-68
• 4.4 基于耦合馈电的变形偶极子天线68-73
• 4.4.1 设计建模68-69
• 4.4.2 优化分析69-72
• 4.4.3 仿真实现72-73
• 4.5 超高频RFID标签天线的工程实现与验证73-77
• 4.5.1 对比选型73-74
• 4.5.2 工程实现74-76
• 4.5.3 测试验证76-77
• 4.6 小结77-79
• 第五章 结论与展望79-81
• 5.1 结论79-80
• 5.2 展望80-81
• 参考文献81-85
• 致谢85-87
• 个人简历、在学期间发表的论文与研究成果87-88

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