UHF频段近场RFID读写器天线设计

发布时间：2017-08-06 12:03

  本文关键词：UHF频段近场RFID读写器天线设计

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【摘要】：RFID(Radio Frequency Identification,射频识别)技术已广泛地应用于工业、商业、农业等领域,其中超高频近场RFID系统是研究热点之一。作为近场RFID系统的关键部件,近场读写器天线的设计方法研究受到了越来越多的重视。天线近场不均匀会导致RFID系统中标签的漏读和误读,因此近场的均匀性研究具有重要的意义。由于天线近场变化剧烈、分布复杂且缺乏系统的理论支撑,因此近场的均匀性研究是近场天线设计的一个难点。本文针对天线近场的均匀性问题,研究了三种近场天线的设计方法,论文的研究成果主要包括:(1)基于截止波导的电磁泄漏原理,通过地板开孔,提出了场均匀的近场天线设计新思路。利用该思路设计研制的两款天线,保证了天线上方近场场强分布的均匀性。仿真与测试结果表明,通过调整天线地板上孔径的尺寸可控制天线的泄露场强大小。(2)通过缩短天线单元间距、增大单元互耦的方法有效抑制天线的远场辐射特性,进一步改变单元间馈线长度、调整单元馈点相位,从而改善天线的近场均匀性。所设计近场长天线的仿真和测试结果表明,在该天线正上方300mm处的场强波动仅有2dB,其测试阻抗带宽为68MHz(880-948MHz),覆盖了美标UHF频段。(3)将分段电容加载技术应用到近场长天线的设计中,通过加载电容的相位补偿改善天线的近场均匀性。仿真和测试结果表明,天线正上方100mm处的近场场强波动也仅有6dB,其测试阻抗带宽为15MHz(918-933MHz),覆盖了国标UHF频段。(4)最后,搭建了UHF频段RFID应用系统,通过回波信号功率(RSSI)和标签阅读距离测试,证明了本文设计研制天线的近场均匀性良好,从而再次验证了本文的三种近场天线设计方法的有效性。
【关键词】：场均匀性 近场天线 UHF RFID系统
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP391.44;TN820
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 绪论11-18
• 1.1 课题研究背景及意义11-13
• 1.1.1 概述11-12
• 1.1.2 近场天线在RFID智能管理系统中的应用12-13
• 1.2 国内外研究现状分析13-16
• 1.2.1 RFID技术国内外研究现状13-14
• 1.2.2 RFID读写器天线国内外研究现状14-16
• 1.3 本文主要结构与内容16-18
• 第二章 基于截止波导理论的近场天线设计方法研究18-31
• 2.1 截止波导理论18-19
• 2.2 基于截止波导理论的悬置微带近场天线设计19-26
• 2.2.1 设计思路19-20
• 2.2.2 天线设计20-21
• 2.2.3 天线性能分析21-24
• 2.2.4 天线近场均匀性研究24-26
• 2.3 基于截止波导理论的微带近场天线设计26-30
• 2.3.1 设计思路26
• 2.3.2 天线设计26-27
• 2.3.3 天线性能分析27-28
• 2.3.4 天线近场均匀性研究28-30
• 2.4 本章小结30-31
• 第三章 基于强耦合技术的近场长天线设计方法研究31-40
• 3.1 天线单元设计31-32
• 3.2 长天线设计32-34
• 3.3 长天线性能分析34-37
• 3.4 长天线近场均匀性研究37-39
• 3.5 本章小结39-40
• 第四章 基于电流相位补偿技术的近场长天线设计方法研究40-52
• 4.1 传输线基本理论40-42
• 4.2 传输线天线性能研究42-43
• 4.3 电容加载长天线性能研究43-51
• 4.4 本章小结51-52
• 第五章 近场天线在RFID系统中的应用研究52-62
• 5.1 基于截止波导理论的近场天线在RFID系统中的应用研究52-56
• 5.1.1 应用背景52-53
• 5.1.2 系统搭建53-54
• 5.1.3 数据分析54-56
• 5.2 基于强耦合技术的近场长天线在RFID系统中的应用研究56-59
• 5.2.1 应用背景56
• 5.2.2 系统搭建56-58
• 5.2.3 数据分析58-59
• 5.3 基于电流相位补偿技术的近场长天线在RFID系统中的应用研究59-61
• 5.3.1 系统搭建59
• 5.3.2 数据分析59-61
• 5.4 本章小结61-62
• 第六章 总结与展望62-64
• 6.1 本文主要工作总结62
• 6.2 不足与展望62-64
• 参考文献64-67
• 致谢67-68
• 在校期间的研究成果及发表的学术论文68

【参考文献】

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本文编号：629731