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仓储RFID系统的天线优化研究

作　者: 陈丽莲
导　师: 宋雪桦
学　校: 江苏大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 射频识别分形天线弯折线缝隙天线
分类号: TP391.44
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着无线通信的不断发展,射频识别技术(Radio Frequency Identification,简称RFID)得到了广泛的应用,实现方式各异的射频识别系统进入各种具体的应用场合。射频识别技术是一种非接触式的自动识别技术。它利用无线电磁波传输数据,并可根据不同的场景使用低频、高频、超高频、微波等不同的频率,发挥它们各自的优点,实现信息快速采集的目的,此外RFID标签还具有不怕脏污与可重复使用等优点,RFID技术应用越来越广泛。本文首先研究了RFID技术的相关知识,包括标准和分类,并对RFID系统天线的技术指标以及国内外的研究状况进行了分析。然后主要针对分形和弯折型天线的分析与设计进行了探索与研究,通过理论分析、数值仿真和实验验证等手段,设计了多种新颖的天线结构,分别工作于915MHz频段和2.45GHz频段。作者的主要工作包括以下几个方面：(1)在分形天线理论研究的基础上,设计了一种结构紧凑、体积小、性能比较稳定的分形天线结构。然后,根据实际需要设计了一种同轴馈电的分形微带天线,仿真结果表明,阻抗达到了更好的匹配、提高了增益,实物天线测试结果表明,回波损耗确有改善。(2)利用弯折线特殊性,可有效地扩大天线的等效电尺寸,在相同的电长度情况下,弯折线产生与普通的偶极子同样的电流效应,从而可以有效地减小天线物理尺寸。基于弯折线特殊性的研究与分析,优化了低剖面的紧凑型双倒F天线结构、缝隙耦合弯折型天线结构、同轴馈电弯折型天线结构和全向天线结构。(3)缝隙耦合是比较特殊的一种馈电天线,在缝隙电磁耦合馈电技术的基础上,设计了一种缝隙标签天线结构,经过HFSS仿真,得到了缝隙长度和介质板的厚度对天线的性能的优化关系。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章绪论  9-18
  1.1 RFID标准  9-10
  1.2 RFID标签的分类  10-12
  1.3 射频识别的发展及国内外的研究现状  12-14
    1.3.1 RFID国外的研究现状  12-13
    1.3.2 RFID国内的研究现状  13-14
  1.4 研究背景和意义  14-16
  1.5 本文的研究内容和方法  16-17
  1.6 论文安排  17-18
第二章微带天线的基本理论  18-23
  2.1 天线的基本工作参数  18-20
    2.1.1 天线谐振频率  18
    2.1.2 天线的输入阻抗匹配  18-19
    2.1.3 天线的带宽  19
    2.1.4 天线的方向性系数及增益  19-20
  2.2 微带天线的馈电方式  20-22
    2.2.1 微带馈电  20-21
    2.2.2 同轴馈电  21-22
    2.2.3 L形探针馈电  22
  2.3 本章小结  22-23
第三章仓储RFID天线设计与优化  23-52
  3.1 仓储RFID天线系统概述  23-24
  3.2 采用分形方案的天线的优化  24-37
    3.2.1 分形概述  24-26
    3.2.2 分形的维数  26-28
    3.2.3 分形结构的选择  28-30
    3.2.4 天线仿真与优化  30-37
  3.3 弯折型天线研究  37-51
    3.3.1 弯折型天线的实现方法  37-38
    3.3.2 弯折型天线设计  38-51
  3.4 本章小结  51-52
第四章缝隙耦合微带天线  52-60
  4.1 缝隙电磁耦合馈电技术  52-53
  4.2 RFID缝隙标签天线设计与优化  53-59
    4.2.1 RFID标签天线的设计  53-54
    4.2.2 共轭匹配原理  54
    4.2.3 天线结构  54-56
    4.2.4 天线性能仿真结果  56-57
    4.2.5 天线结构尺寸变化对天线性能的影响  57-59
  4.3 本章小结  59-60
第五章总结与展望  60-61
  5.1 论文总结  60
  5.2 研究展望  60-61
参考文献  61-64
致谢  64-65
攻读硕士学位期间发表论文及科研情况  65

仓储RFID系统的天线优化研究

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