射频识别集成天线的关键技术研究

发布时间：2017-12-15 12:28

  本文关键词：射频识别集成天线的关键技术研究

  更多相关文章： 标签天线阻抗测量 片上天线 抗金属标签天线 阅读器双端口天线

【摘要】：射频识别(Radio Frequency Identification, RFID)技术利用射频信号实现无接触信息传递和识别物体。它具有无接触、无人工干预、存储数据容量大、环境适应性强和安全性高等优点,广泛应用于物流跟踪、物品防伪和资产管理领域。集成天线具有体积小、重量轻和易于大批量加工制作的优点,因此它被广泛的应用于射频识别系统。射频识别系统中的集成天线包括片上天线、标签天线和阅读器天线。天线作为信号的发射和接收器件,它是射频识别系统中非常重要的一个部分。本文从片上天线开始研究,然后设计了一款抗金属标签天线。为了将标签的读取距离提高,最后设计了一款阅读器天线。本文完整性的研究了射频识别系统各个部分的天线。全文的研究内容如下：首先,本文提出了一种针对标签对称式天线的创新性阻抗测量方法。该方法基于去嵌入算法,将夹具看做是二端口网络,不需要建立夹具模型,可以准确测量标签对称式天线的阻抗。其次,本文对片上天线进行研究,目的是实现标签天线的小型化。从硅集成电感模型出发,仿真了四个关键参数对于片上天线阻抗的影响,仿真结果给出了参数变化时对应的天线阻抗的变化情况,为以后片上天线的设计提供了理论基础。再次,本文基于嵌入式馈电微带天线设计RFID抗金属标签天线。设计的标签天线可以灵活并且大范围调节天线阻抗,调节辐射贴片的嵌入深度和馈电线长度对应的改变标签天线电阻和电抗。仿真分析了金属板尺寸和标签天线与金属板之间距离对于抗金属标签天线的性能影响。理论计算得出设计的抗金属标签天线在金属板表面读取距离达到4.8米。最后,本文设计了一款创新型射频识别阅读器双端口天线。与单端口天线不同,双端口天线将收发信号隔离,减少发送信号对标签返回信号的干扰,提高阅读器接收标签信号的能力。根据双端口天线的要求,设计了工作在2.4 GHz频段射频识别的缝隙耦合微带贴片天线,天线利用类T形微带线对耦合缝隙进行激励,两个类T形微带线垂直放置,以形成正交极化,降低两个端口间的隔离度。在接地面加入两个U形缝隙,为了将馈线的能量耦合到辐射贴片,产生线极化。制作加工的天线实物测量结果表明在应用的2.4 GHz频段,天线端口隔离度小于-25 dB,完全可以用作超高频阅读器天线。
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN820;TP391.44

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