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射频识别（RFID）系统天线设计及阻抗测量方法

作　者: 陈莹
导　师: 程明
学　校: 郑州大学
专　业: 电路与系统
关键词: 射频识别近场通信阻抗测量天线设计史密斯圆图
分类号: TN820;TM934.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 840次
引　用: 5次
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内容摘要

尽管天线理论主要是基于对远场的研究，但是在网络及通信技术的飞速发展的今天，近距无线技术正在成为关注的焦点，应用场合也在不断扩大。例如，许多电子安检设备，如EAS(商品防窃检测)、RFID(射频识别)读写设备等，都要应用高效的近场通信天线。近年来兴起的NFC技术(Near Field Communication)，更开辟了近场天线研究的新天地。本论文研究了射频识别(RFID)系统天线设计原理及阻抗测量方法。详细介绍了RFID(15693标准)天线的材料、几何尺寸、Q值等参数对天线性能的影响，并对匹配电路进行了设计和仿真。在测试过程中，本文提出了一种天线阻抗的传输线多点测量法，并由此实现了一种自动测试系统。测量结果表明，该测量方法不仅省去了昂贵的专用测量仪器，而且简单实用，易于实现。本文最后对测量结果进行了分析，指出了误差的原因和改进方法。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
第1章绪论  8-12
  1.1 课题研究的背景  8-9
  1.2 国内外研究现状  9-10
  1.3 课题来源及主要研究内容  10-12
第2章射频识别(RFID)系统天线设计及阻抗测量方法的理论基础  12-20
  2.1 环形天线理论  12-13
  2.2 谐振理论  13-14
  2.3 传输线理论  14-19
    2.3.1 传输线方程及其解  14-16
    2.3.2 传输线的特性参量  16-17
    2.3.3 均匀无耗传输线工作状态的分析  17-19
  2.4 本章小结  19-20
第3章射频识别(RFID)系统天线的设计  20-31
  3.1 参数的确定  20-23
    3.1.1 天线半径的确定  20-22
    3.1.2 Q值的确定  22-23
  3.2 匹配电路  23-25
  3.3 设计与仿真  25-28
    3.3.1 天线阻抗匹配电路的结构  25
    3.3.2 电容匹配电路的工作原理  25-26
    3.3.3 天线的Smith圆图仿真  26-27
    3.3.4 从Smith原图看元件对天线性能的影响  27-28
    3.3.5 天线Q值的调节  28
  3.4 传输线变压器匹配天线  28-30
  3.5 小结  30-31
第4章近场通信天线阻抗的传输线多点测量方法  31-43
  4.1 引言  31
  4.2 阻抗测量的一般方法  31-34
    4.1.1 测量线法  32
    4.1.2 扫频长线法  32-34
  4.2 安捷伦网络分析仪的工作原理  34-36
    4.2.1 网络分析仪简介  35
    4.2.2 安捷伦4396B网络分析仪的阻抗测量原理  35-36
  4.3 近场通信天线阻抗的传输线多点测量方法  36-42
    4.3.1 传输线多点测量方法基本原理  36-37
    4.3.2 传输线上驻波波长的确定  37-38
    4.3.3 测量点位置的选择  38-39
    4.3.4 参数的推导  39-42
  4.4 本章小结  42-43
第5章测量系统  43-63
  5.1 测量系统的硬件电路设计  43-48
    5.1.1 控制器与示波器的通信实现  44-46
    5.1.2 控制器与PC机的通信实现  46-48
  5.2 测量系统的软件设计  48-57
    5.2.1 PC机程序流程  48-52
    5.2.2 控制器程序流程  52-57
  5.3 测量RFID天线的阻抗  57-60
    5.3.1 测量50欧姆电阻的阻抗  57-59
    5.3.2 测量RFID天线的阻抗  59-60
  5.4 测量结果误差分析  60-62
    5.4.1 误差分析  61-62
    5.4.2 解决办法  62
  5.5 本章小结  62-63
第6章结束语  63-64
致谢  64-65
参考文献  65-68
附录Ⅰ.攻读学位期间发表的论文  68-69
附录Ⅱ.自动测试系统硬件原理图和电路板  69-70
附录Ⅲ.电容匹配天线  70-71
附录Ⅳ.传输线变压器匹配天线  71

射频识别（RFID）系统天线设计及阻抗测量方法

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