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RFID系统标签天线设计与测量

作　者: 郑洋
导　师: 李秀萍
学　校: 北京邮电大学
专　业: 电磁场与微波技术
关键词: RFID系统标签天线 RFID芯片电感耦合阻抗测量
分类号: TP391.44
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

射频识别技术(RFID, Radio Frequency Identity)是利用无限射频方式进行非接触双向通信,以达到识别目的并且交换数据的自动识别技术。射频识别技术具有很多优点,尤其是随着电子技术的迅猛发展和制造技术水平的不断提高,射频识别技术的发展非常迅速,在诸如货物采购与分配、商业贸易、生产制造、防盗技术、识别技术和医学应用等领域中,具有巨大的发展和应用潜力,这使得作为RFID系统关键部件的天线的设计和研究变得十分紧要和迫切。从AutoID提出EPC和“物联网”以来,得到了很多企业和各国政府的支持,RFID技术从此迅猛发展。为了推动RFID技术在国内的普及应用,掌握自主知识产权的核心技术,国内开展了一系列研究项目。在RFID系统中,一个很重要的指标就是读写距离,影响读写距离的重要参数则是读写器天线和标签天线的设计。本文则基于UHF频段RFID系统中天线的设计优化方法以及测试等问题进行了研究。RFID天线技术的发展对RFID技术的成熟和广泛应用具有理论意义和实用价值。本文首先简要地介绍了RFID技术的相关知识,说明了RFID系统的工作原理和分类,并对系统中所采用的天线的特性以及偶极子天线基础进行了分析和讨论。本文的主要工作包括以下几个方面：首先讨论了是RFID天线设计的关键目标即实现最大的读写距离,进一步得到需要的天线阻抗特性为共轭匹配RFID芯片。然后再次基础上研究了几种实现天线复数阻抗的方法,并仿真设计了其中电感耦合馈电的偶极子天线、可调枝节偶极子天线、T型馈电网络馈电偶极子天线,最后一部分研究了标签天线的测试方法,以电感耦合馈电偶极子天线为例给出了天线实物测试与仿真结果的比较,结果吻合良好。为了进一步RFID标签设计工作,文中还研究了一种基于设计天线确定RFID芯片封装阻抗的方法的可行性。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章绪论  8-28
  1.1 选题背景及意义  8-9
  1.2 RFID射频识别系统概述  9-18
    1.2.1 RFID系统组成及原理  10-13
    1.2.2 RFID系统的分类及应用  13-17
    1.2.3 RFID系统存在的问题及发展方向  17-18
  1.3 RFID系统的天线以及研究现状与进展  18-24
    1.3.1 标签天线国内外研究现状  22-24
  1.4 天线设计中的数值计算软件介绍  24-26
  1.5 论文主要工作及内容安排  26-28
第二章偶极子天线以及RFID天线设计基础  28-39
  2.1 S参数  28-29
  2.2 天线基本参数  29-31
  2.3 对称偶极天线的特性  31-34
    2.3.1 方向特性  31-32
    2.3.2 阻抗特性  32-34
  2.4 RFID标签天线基本理论  34-38
  2.5 小结  38-39
第三章标签天线设计  39-52
  3.1 研究背景  39
  3.2 RFID天线复数阻抗实现方法  39-42
    3.2.1 半波偶极子天线特性的研究  39-41
    3.2.2 耦合馈电的半波偶极子研究  41-42
  3.3 耦合馈电弯折线偶极子天线  42-46
    3.3.1 天线结构及其尺寸参数  42-45
    3.3.2 天线关键尺寸参数对性能影响分析  45-46
  3.4 T型馈电网络宽频带天线  46-51
    3.4.1 天线结构尺寸  47
    3.4.2 天线性能  47-51
  3.5 小结  51-52
第四章 RFID小天线及RFID芯片封装阻抗测量  52-59
  4.1 RFID偶极子小天线阻抗测量方案  52-55
  4.2 RFID芯片封装测试方案  55-58
    4.2.1 主要步骤  56
    4.2.2 设计的一系列天线结构  56-58
  4.3 小结  58-59
结束语  59-60
参考文献  60-63
致谢  63-64
作者攻读学位期间发表的学术论文目录  64

RFID系统标签天线设计与测量

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