無源UHF RFID電子標(biāo)簽天線的研究和設(shè)計.pdf

1、射頻識別（RFID）技術(shù)，是通過無線射頻模式實現(xiàn)非接觸性目標(biāo)識別和雙向信息傳遞的一種自動識別技術(shù)。電磁波具有較好的穿透性傳播能力，RFID技術(shù)正是利用無線射頻信號在電磁空間的傳播，來識別被標(biāo)識物品。在超高頻（UHF）頻段，無源RFID系統(tǒng)具有環(huán)境適應(yīng)性強和較強的抗干擾能力等優(yōu)勢，可以無接觸不限時地實現(xiàn)對目標(biāo)物的識別、跟蹤和貯存管理。超高頻和微波頻段的RFID系統(tǒng)基于電磁波反向散射機制實現(xiàn)信息傳輸，而RFID天線作為讀寫器和標(biāo)簽芯片的通信

2、接口，天線的電參數(shù)性能對整個系統(tǒng)的讀寫靈敏度和標(biāo)簽的讀寫距離起關(guān)鍵性作用。UHF RFID天線的性能研究和結(jié)構(gòu)設(shè)計在理論和應(yīng)用上都有重要意義。
　　本文從偶極子結(jié)構(gòu)特性深入研究了超高頻標(biāo)簽天線的結(jié)構(gòu)設(shè)計，重點分析和解決標(biāo)簽天線與芯片間的阻抗匹配問題和實際阻抗測試問題。在對超高頻電子標(biāo)簽的相關(guān)理論和技術(shù)進行深入分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合標(biāo)簽芯片高Q值的復(fù)阻抗特點，依據(jù)國家軍用標(biāo)準(zhǔn)GJB7373-2011，分別通過耦合法和T型匹配法設(shè)計出了兩

3、款覆蓋我國超高頻段的標(biāo)簽天線，實現(xiàn)了天線阻抗與標(biāo)簽芯片UR3P2-T阻抗的高度匹配，并在方向性、增益、阻抗以及帶寬等方面表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。利用鏡像法對兩款設(shè)計天線的實物做了相應(yīng)的阻抗測試，得出了實際天線的回波損耗情況阻抗匹配程度，并通過對實際測試和仿真結(jié)果做出比較，驗證了理論設(shè)計的可行性。
　　首先探討了標(biāo)簽天線設(shè)計的實現(xiàn)原理，明確了設(shè)計過程中的幾個關(guān)鍵的性能參數(shù)指標(biāo)，著重分析了半波偶極子實現(xiàn)900MHz超高頻段諧振的機理，討論了

4、兩種阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)在實現(xiàn)天線感性阻抗上的作用以及二者在對實部、虛部阻抗調(diào)節(jié)上的不同實現(xiàn)方式，為標(biāo)簽天線的主體結(jié)構(gòu)以及阻抗匹配結(jié)構(gòu)設(shè)計做準(zhǔn)備。
　　其次對偶極子結(jié)構(gòu)彎折技術(shù)展開了研究，確定了標(biāo)簽天線的主體輻射結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了天線在半波偶極子形式上的尺寸縮減；將耦合環(huán)匹配結(jié)構(gòu)和T型匹配網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分別嵌入輻射主體，建立了兩個基于不同阻抗匹配的天線結(jié)構(gòu)模型并在HFSS上仿真分析，完成了對這兩款天線結(jié)構(gòu)的尺寸優(yōu)化，天線在寬頻帶、全向性、增益方面實現(xiàn)