RFID读写器天线的研究
发布时间：2021-09-29 21:52
随着物联网行业的快速发展,RFID技术被广泛应用于身份识别、自动收费、无线定位等领域,并已成为21世纪全球最热门技术之一。读写器天线作为RFID系统中一个重要组成部分,其性能对整个系统的识别能力有着很大影响。本文对远场超高频和微波频段的读写器天线展开研究,基于两种类型辐射贴片的微带单极子天线,设计了三款读写器天线。具体内容如下:1.针对UHF频段全球通用和圆极化的需求,基于多边形辐射贴片的微带单极子天线,研究出一款全球UHF频段全向圆极化天线。该天线采用V形边沿接地板和微带线偏心馈电的非对称多边形辐射贴片,实现了圆极化和宽带特性。天线整体尺寸为90×100×0.8mm3,阻抗带宽为154MHz（0.818～0.972GHz）,轴比带宽为211MHz（0.819～1.03GHz）。天线在主轴方向（+Z方向）上的最大增益为2.1d Bi,辐射右旋圆极化波。该天线具有良好的阻抗带宽和轴比带宽、结构紧凑和全向辐射的特点,可用于手持式读写器。2.针对UHF频段全球通用和圆极化的需求,基于多边形辐射贴片的微带单极子天线,采用设置金属反射板的方法,仿真出一款全球UHF频段定向圆极化天线。通过设置金属...
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
RFID系统的结构示意图
第1章绪论3分国家频段进行了研究[10][11]，也有些文献对全球UHF系统的频段通用和圆极化特性的需求这两个方面展开了研究[12]-[19]，该研究大大提高了读写器的利用率和工作效率。UHF频段的阵列天线方面也开展有一些研究。DanieleInserra等人[20]提出了一种基于RFID电子收费系统的天线阵列，该天线阵列为一个4×4平面天线阵列，工作的频率范围能够覆盖中国UHF频段中的920.5~924.5MHz，其实物结构如图1.2(a)所示。RiccardoColella等人[21]提出了一款结构紧凑、低剖面以及高性价比的圆极化阵列天线，可以应用于UHFRFID手持式读写器。该阵列天线是由四个倒F单极子阵元组成，通过微带馈电网络以90°的相位差顺次激励各阵元来实现整个天线阵列的圆极化特性，天线的整体尺寸为60×60×7.5mm3，实测的反射系数值小于-10dB线的频率范围以及轴比值低于3dB的频率范围均能覆盖欧洲UHF频段（865~868MHz），其实物结构如图1.2(b)所示。(a)(b)图1.2国外UHF频段阵列天线方面的研究(a)一种基于RFID电子收费系统的天线阵列[20]；(b)一款UHFRFID圆极化阵列天线[21]AnilKumarGautam等人[22]提出了一种用于2.45GHz频段的小型平面圆极化RFID读写器天线，通过截去左右对角线的角来实现圆极化特性，通过合并位于四个方向上的两个缝隙以及位于方形辐射体的中心的一个缝隙，以实现小型化特性，其实物结构如图1.3(a)所示。天线的整体尺寸为30×30×1.6mm3，可以实现约80MHz（2.42~2.5GHz）的阻抗带宽和21MHz（2.447~2.468GHz）的轴比带宽。JIADEYUAN等人[23]提出了一种基于对数周期偶极子阵列（LPDA）、且工作于5.8GHz频段的RFID读写器天线，天线整体尺寸为30×45×1.6mm3，工作频点为5.8GHz时的反射系数值为-28dB，相对带宽达到3.4%，增益为6.2dBi，前后
第1章绪论4(a)(b)图1.3国外微波2.45GHz和5.8GHz频段的单频天线研究(a)一种用于2.45GHz频段的小型平面圆极化RFID读写器天线[22]；(b)一种基于对数周期偶极子阵列（LPDA）、且工作于5.8GHz频段的RFID读写器天线[23]在双频的研究方面，有一些文献涉及到超高频与微波2.45GHz双频频段共用的研究[24][25]，也有些文献开展了微波2.45GHz和5.8GHz双频频段共用的研究[26][27]，还有些文献进行了超高频频段与其他通信系统所用频段共用的研究[28][29]，譬如WaleedAbdelrahim等人[28]提出了一种应用于通用UHFRFID手持读写器和GPS的紧凑型宽带双频圆极化天线，其实物结构如图1.4(a)所示；JunZhang等人[29]提出了一种双频圆极化共孔径UHF/UWBRFID读写器天线，其实物结构如图1.4(b)所示。(a)(b)图1.4国外超高频与其他通信系统所用频段的双频频段共用天线研究(a)一种应用于通用UHFRFID手持读写器和GPS的紧凑型宽带双频圆极化天线[28]；(b)一种双频圆极化共孔径UHF/UWBRFID读写器天线[29]
【参考文献】：
期刊论文
[1]用于超高频射频识别的小型宽带高定向天线[J]. 傅世强,熊昂宇,陈韦宁,房少军. 系统工程与电子技术. 2020(05)
[2]一种新型宽带双频段圆极化RFID读写天线[J]. 常宇佳,刘强,李国林,杜广星,汤湘干. 微波学报. 2020(02)
[3]一款圆极化RFID天线的设计[J]. 罗韦,张海月,张谢馥. 河南科技. 2019(28)
[4]新型小型化双频RFID微带天线设计[J]. 南敬昌,吴炜圣. 电子元件与材料. 2019(07)
[5]一种共面波导馈电的圆极化天线的设计[J]. 王丽黎,雷兰,杨海龙,陈丹. 微波学报. 2018(03)
[6]超高频RFID系统的宽带圆极化微带天线优化设计[J]. 傅世强,钟华华,李婵娟. 现代电子技术. 2018(09)
[7]一种新型圆极化UHF通用型RFID读写器天线[J]. 郝宏刚,陈海雷,叶洪钢. 电子器件. 2018(01)
[8]基于电容加载的UHF-RFID近场长天线设计[J]. 郑景明,刘文娟,杨壮观,刘雪松,张启帆,杨阳,何小祥. 南京航空航天大学学报. 2017(06)
[9]超高频RFID小型化读写器天线设计[J]. 南敬昌,李锋,李蕾. 微波学报. 2017(03)
[10]一种RFID双频微带天线的设计[J]. 王远洋,崔炜,赵爽,李兴广,陈磊. 微波学报. 2017(02)
博士论文
[1]移动通信系统中的终端及车载天线的研究与设计[D]. 刘桂凤.西安电子科技大学 2018
[2]超宽带天线与相控阵天线系统研究[D]. 樊芳芳.西安电子科技大学 2011
硕士论文
[1]圆极化天线的研究与设计[D]. 王彬.华南理工大学 2018
[2]RFID宽带小型化天线的研究与设计[D]. 辛永豪.西南交通大学 2017
[3]RFID读写器微带天线的研究[D]. 王远洋.长春理工大学 2017
[4]UHF频段远近场RFID阅读器天线研究[D]. 项慧玲.南京理工大学 2015
[5]超高频RFID读写器的程序设计与小型天线设计[D]. 王华.北京邮电大学 2011
[6]矿用RFID天线的设计与研究[D]. 曹磊.江苏大学 2010
[7]高速运动条件下的RFID天线研究[D]. 孙博.哈尔滨工业大学 2006
本文编号：3414541
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
RFID系统的结构示意图
第1章绪论3分国家频段进行了研究[10][11]，也有些文献对全球UHF系统的频段通用和圆极化特性的需求这两个方面展开了研究[12]-[19]，该研究大大提高了读写器的利用率和工作效率。UHF频段的阵列天线方面也开展有一些研究。DanieleInserra等人[20]提出了一种基于RFID电子收费系统的天线阵列，该天线阵列为一个4×4平面天线阵列，工作的频率范围能够覆盖中国UHF频段中的920.5~924.5MHz，其实物结构如图1.2(a)所示。RiccardoColella等人[21]提出了一款结构紧凑、低剖面以及高性价比的圆极化阵列天线，可以应用于UHFRFID手持式读写器。该阵列天线是由四个倒F单极子阵元组成，通过微带馈电网络以90°的相位差顺次激励各阵元来实现整个天线阵列的圆极化特性，天线的整体尺寸为60×60×7.5mm3，实测的反射系数值小于-10dB线的频率范围以及轴比值低于3dB的频率范围均能覆盖欧洲UHF频段（865~868MHz），其实物结构如图1.2(b)所示。(a)(b)图1.2国外UHF频段阵列天线方面的研究(a)一种基于RFID电子收费系统的天线阵列[20]；(b)一款UHFRFID圆极化阵列天线[21]AnilKumarGautam等人[22]提出了一种用于2.45GHz频段的小型平面圆极化RFID读写器天线，通过截去左右对角线的角来实现圆极化特性，通过合并位于四个方向上的两个缝隙以及位于方形辐射体的中心的一个缝隙，以实现小型化特性，其实物结构如图1.3(a)所示。天线的整体尺寸为30×30×1.6mm3，可以实现约80MHz（2.42~2.5GHz）的阻抗带宽和21MHz（2.447~2.468GHz）的轴比带宽。JIADEYUAN等人[23]提出了一种基于对数周期偶极子阵列（LPDA）、且工作于5.8GHz频段的RFID读写器天线，天线整体尺寸为30×45×1.6mm3，工作频点为5.8GHz时的反射系数值为-28dB，相对带宽达到3.4%，增益为6.2dBi，前后
第1章绪论4(a)(b)图1.3国外微波2.45GHz和5.8GHz频段的单频天线研究(a)一种用于2.45GHz频段的小型平面圆极化RFID读写器天线[22]；(b)一种基于对数周期偶极子阵列（LPDA）、且工作于5.8GHz频段的RFID读写器天线[23]在双频的研究方面，有一些文献涉及到超高频与微波2.45GHz双频频段共用的研究[24][25]，也有些文献开展了微波2.45GHz和5.8GHz双频频段共用的研究[26][27]，还有些文献进行了超高频频段与其他通信系统所用频段共用的研究[28][29]，譬如WaleedAbdelrahim等人[28]提出了一种应用于通用UHFRFID手持读写器和GPS的紧凑型宽带双频圆极化天线，其实物结构如图1.4(a)所示；JunZhang等人[29]提出了一种双频圆极化共孔径UHF/UWBRFID读写器天线，其实物结构如图1.4(b)所示。(a)(b)图1.4国外超高频与其他通信系统所用频段的双频频段共用天线研究(a)一种应用于通用UHFRFID手持读写器和GPS的紧凑型宽带双频圆极化天线[28]；(b)一种双频圆极化共孔径UHF/UWBRFID读写器天线[29]
【参考文献】：
期刊论文
[1]用于超高频射频识别的小型宽带高定向天线[J]. 傅世强,熊昂宇,陈韦宁,房少军. 系统工程与电子技术. 2020(05)
[2]一种新型宽带双频段圆极化RFID读写天线[J]. 常宇佳,刘强,李国林,杜广星,汤湘干. 微波学报. 2020(02)
[3]一款圆极化RFID天线的设计[J]. 罗韦,张海月,张谢馥. 河南科技. 2019(28)
[4]新型小型化双频RFID微带天线设计[J]. 南敬昌,吴炜圣. 电子元件与材料. 2019(07)
[5]一种共面波导馈电的圆极化天线的设计[J]. 王丽黎,雷兰,杨海龙,陈丹. 微波学报. 2018(03)
[6]超高频RFID系统的宽带圆极化微带天线优化设计[J]. 傅世强,钟华华,李婵娟. 现代电子技术. 2018(09)
[7]一种新型圆极化UHF通用型RFID读写器天线[J]. 郝宏刚,陈海雷,叶洪钢. 电子器件. 2018(01)
[8]基于电容加载的UHF-RFID近场长天线设计[J]. 郑景明,刘文娟,杨壮观,刘雪松,张启帆,杨阳,何小祥. 南京航空航天大学学报. 2017(06)
[9]超高频RFID小型化读写器天线设计[J]. 南敬昌,李锋,李蕾. 微波学报. 2017(03)
[10]一种RFID双频微带天线的设计[J]. 王远洋,崔炜,赵爽,李兴广,陈磊. 微波学报. 2017(02)
博士论文
[1]移动通信系统中的终端及车载天线的研究与设计[D]. 刘桂凤.西安电子科技大学 2018
[2]超宽带天线与相控阵天线系统研究[D]. 樊芳芳.西安电子科技大学 2011
硕士论文
[1]圆极化天线的研究与设计[D]. 王彬.华南理工大学 2018
[2]RFID宽带小型化天线的研究与设计[D]. 辛永豪.西南交通大学 2017
[3]RFID读写器微带天线的研究[D]. 王远洋.长春理工大学 2017
[4]UHF频段远近场RFID阅读器天线研究[D]. 项慧玲.南京理工大学 2015
[5]超高频RFID读写器的程序设计与小型天线设计[D]. 王华.北京邮电大学 2011
[6]矿用RFID天线的设计与研究[D]. 曹磊.江苏大学 2010
[7]高速运动条件下的RFID天线研究[D]. 孙博.哈尔滨工业大学 2006
本文编号：3414541
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