UHF近场RFID阅读器天线研究

发布时间：2017-08-24 02:24

  本文关键词：UHF近场RFID阅读器天线研究

  更多相关文章： 射频识别 手持式阅读器 近场天线 多频天线

【摘要】：射频识别(Radio Frequency Identification,简称RFID)是一种利用射频信号实现非接触式通信的自动识别技术。近年来,随着微电子工艺、集成电路和信息安全等技术的飞速发展,RFID技术逐渐摆脱高成本的阻碍,目前已被广泛应用于食品安全检测、医药监管、供应链管理和零售业等众多领域。超高频(Ultra-High Frequency,UHF)近场RFID系统能够实现数据的快速传输,同时在复杂环境下仍具有良好的性能。因此,UHF近场RFID系统在单品级物品识别方面具有广阔的应用前景。本文设计并制作了三款新型的UHF近场RFID阅读器天线,主要研究成果如下:1、将RFID系统集成到手持设备中,要求RFID天线具有低功耗、低剖面、尺寸适中的特点。本文设计了一款基于分段耦合线的宽带UHF近场RFID阅读器天线。这款天线的尺寸为90×77×1mm3,结构紧凑。实测阻抗带宽达到140MHz,完全覆盖了整个UHF RFID频段,当输入功率为30dBm时,天线的最大标签读取距离达到155mm,100%标签读取率高度为115mm。通过调整天线部分参数的值,可得到具有不同标签感应面积的宽带近场天线。2、大尺寸的UHF近场天线是RFID领域的研究热点之一。本文提出了一款基于微带缝隙结构的UHF近场RFID阅读器天线。该天线将微带线分段形成互相耦合的线段,然后在金属地板上开槽和缝隙,实现了较宽的阻抗带宽和分布均匀的近场磁场。测试结果表明这款天线的-10dB阻抗频带为850-970MHz,当输入功率为30dBm时,天线的最大标签读取距离为120mm,距离天线表面20mm的高度上标签读取面积为160×160mm2。3、多频RFID天线能够使RFID系统适用于不同的工作场景。本文基于耦合结构设计了一款可用于近场与远场的小型化三频RFID阅读器天线。该天线尺寸为40×40×0.8mm3,包括三个耦合单元:一段弯折线、一个倒L形结构和一个U形结构。在920-925MHz和2.4-2.48GHz的RFID频段内,天线能同时工作在远场和近场,而在5.8-5.875GHz的频段内,天线具有良好的远场辐射性能。
【关键词】：射频识别 手持式阅读器 近场天线 多频天线
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP391.44;TN821
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 研究背景与意义9-10
• 1.2 研究现状10-13
• 1.3 论文的主要研究内容13-15
• 第二章 RFID系统简介15-21
• 2.1 RFID系统的组成与频段划分15-17
• 2.2 UHF近场RFID系统电磁特性分析17-19
• 2.3 UHF近场RFID系统实现形式19-20
• 2.4 本章小结20-21
• 第三章 用于手持设备的UHF近场RFID阅读器天线21-37
• 3.1 引言21-22
• 3.2 天线设计与分析22-27
• 3.2.1 天线结构22-23
• 3.2.2 参数分析与仿真结果23-27
• 3.3 宽频带天线设计27-33
• 3.3.1 宽频带天线结构27-28
• 3.3.2 宽频带天线性能分析与仿真结果28-30
• 3.3.3 不同尺寸下的天线性能分析30-33
• 3.4 天线测试结果及分析33-36
• 3.5 本章小结36-37
• 第四章 基于微带缝隙结构的UHF近场RFID阅读器天线37-49
• 4.1 引言37-38
• 4.2 天线设计与分析38-43
• 4.2.1 天线结构38-39
• 4.2.2 天线仿真结果与分析39-43
• 4.3 尺寸缩减后的天线设计43-45
• 4.4 天线测试结果及分析45-48
• 4.5 本章小结48-49
• 第五章 用于近场与远场的小型化三频RFID阅读器天线49-58
• 5.1 引言49-50
• 5.2 天线设计与分析50-54
• 5.2.1 天线结构设计50-51
• 5.2.2 仿真结果与分析51-54
• 5.3 天线测试结果与分析54-57
• 5.4 本章小结57-58
• 总结与展望58-60
• 参考文献60-65
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果65-66
• 致谢66-67
• 答辩委员会对论文的评定意见67

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本文编号：728674