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基于导体自然谐振无芯射频标签设计与编码技术

作　者: 谢朝臣
导　师: 邹传云
学　校: 西南科技大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 标签雷达散射截面(RCS) 奇点展开法射频识别(RFID)编码
分类号: TN957.51
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

本文根据物体自然谐振频率只与物体结构有关的特性，采用超宽带（UWB）冲击脉冲作为激励信号，获得目标结构的雷达散射截面（RCS）。根据奇点展开法（SEM），提取目标极点（自然谐振复频率）分布规律进行无芯射频标签设计，同时对该结构进行编码技术的研究。本文研究的内容主要包括以下几个方面：首先，研究了在给定面积条件下最多开槽标签结构。设计出了新的标签结构，即蝶形无芯射频标签。它是基于导体自然谐振频率的不含有任何电子元件和收发天线的开槽标签结构。该结构是有两个边长为30mm的等边三角形对称放置。其次，对标签结构的散射特性进行了仿真分析。主要研究了该标签结构在对一定入射雷达波照射到标签表面时的散射信号波形特征，以及影响标签雷达散射截面因素。主要包括标签的开槽个数，对标签散射场影响的因素如照射波的入射方向、极化方向、介质材料以及环境等，获得了该标签散射场仿真的大量数据。最后，无芯射频标签编码方式的研究。本文提出极点编码方式的原理和方法，同时对谱幅度编码和混合编码方式进行了改进。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-14
  1.1 课题研究的背景及意义  9-10
    1.1.1 课题研究的背景  9
    1.1.2 课题研究的意义  9-10
  1.2 无芯射频标签国内外研究状况  10-11
  1.3 课题发展前景  11-12
  1.4 文章组织结构  12-14
2 射频识别技术  14-23
  2.1 射频识别系统及原理  14-15
    2.1.1 有芯射频标签识别原理  14
    2.1.2 无芯射频标签识别系统及原理  14-15
  2.2 RFID 标签  15-19
    2.2.1 有芯射频标签  16-17
    2.2.2 无芯射频标签  17-18
    2.2.3 无芯射频标签技术应用  18-19
  2.3 无芯射频识别天线  19-22
    2.3.1 超宽带雷达  19-20
    2.3.2 超宽带雷达类型  20
    2.3.3 超宽带雷达的技术指标  20-22
  2.4 小结  22-23
3 无芯射频标签设计  23-42
  3.1 标签设计开发环境  23-24
    3.1.1 CADFEKO  23
    3.1.2 CADFEKO 在标签设计中技术优势  23-24
  3.2 标签设计  24-33
    3.2.1 设计思想  24-25
    3.2.2 设计理论  25-29
    3.2.3 求解标签雷达散射截面方法  29-32
    3.2.4 标签设计流程  32-33
  3.3 目标模型  33-37
    3.3.1 标签结构设计依据  33-35
    3.3.2 标签结构建模  35
    3.3.3 标签结构  35-36
    3.3.4 与其它结构比较  36-37
  3.4 数学建模  37-40
    3.4.1 雷达散射回波  37-39
    3.4.2 目标散射回波数学模型  39-40
  3.5 标签设计要解决的问题  40
  3.6 小结  40-42
4 蝶形结构无芯标签散射场仿真  42-62
  4.1 引言  42
  4.2 蝶形开槽标签  42-43
  4.3 蝶形无芯射频标签散射场  43-49
    4.3.1 坐标系  43-44
    4.3.2 参数设置  44-45
    4.3.3 同文献标签仿真比较  45-49
    4.3.4 结论  49
  4.4 激励源对散射场的影响  49-55
    4.4.1 激励源的强度  49-50
    4.4.2 激励源的相位θ  50-51
    4.4.3 激励源入射方位角Ψ  51
    4.4.4 观察角度Ψ对远场解影响  51-52
    4.4.5 天线极化方向  52-54
    4.4.6 结论  54-55
  4.5 衬底材料对散射场影响  55-58
    4.5.1 衬底材料  55-56
    4.5.2 材料厚度  56-57
    4.5.3 材料介电常数  57-58
    4.5.4 结论  58
  4.6 环境因素对标签散射场的影响  58-59
  4.7 仿真分析  59-61
    4.7.1 散射场频域分析  59-61
  4.8 小结  61-62
5 无芯射频标签编码方式  62-82
  5.1 编码技术  62
  5.2 幅度编码  62-65
    5.2.1 幅度编码原理  62-63
    5.2.2 编码方法  63-64
    5.2.3 编码结果  64-65
  5.3 混合编码  65-67
    5.3.1 混合编码原理  65
    5.3.2 编码方法  65-66
    5.3.3 编码结果  66-67
    5.3.4 幅度和混合编码特点  67
  5.4 极点编码  67-73
    5.4.1 超宽带雷达目标极点特征值提取  67-69
    5.4.3 极点编码原理  69-72
    5.4.4 编码结果  72-73
  5.5 编码方式比较  73-74
  5.6 无芯射频编码识别方法探究  74-80
    5.6.1 PCM — Δ编码原理  74-75
    5.6.2 无芯射频标签检码方法  75-80
  5.7 试验设计  80-81
  5.8 小结  81-82
6 总结与展望  82-84
致谢  84-85
参考文献  85-89
攻读学位期间发表的学术论文及研究成果  89

基于导体自然谐振无芯射频标签设计与编码技术

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