UHF RFID讀寫器天線設(shè)計(jì)與相控陣研究.pdf

1、RFID作為一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù),近年來廣泛應(yīng)用在商品零售,交通物流,倉儲(chǔ)管理,門禁控制等領(lǐng)域。UHF RFID特指800/900MHz頻段的無源射頻設(shè)別技術(shù),由于其讀寫速率快、可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)的物體、識(shí)別目標(biāo)數(shù)量多、工作距離較遠(yuǎn)、標(biāo)簽成本低等優(yōu)點(diǎn)受到各國重視,正在高速發(fā)展。讀寫器天線作為RFID系統(tǒng)關(guān)鍵部件,將直接影響RFID系統(tǒng)的性能,讀寫器天線通常要求是圓極化的,同時(shí)根據(jù)一些應(yīng)用需要,還要求做到寬頻帶,小型化等性能。相控陣天線

2、具有增益高,波束掃描靈活快速的特點(diǎn),因此本文將相控陣天線應(yīng)用到無源UHF RFID系統(tǒng)中,以提高讀寫器對(duì)標(biāo)簽的識(shí)別范圍和設(shè)別率等性能。
　　本文首先闡述了相控陣天線的基本理論和UHF RFID技術(shù)的原理,提出一種可以應(yīng)用于RFID的小型相控陣系統(tǒng),該系統(tǒng)包括天線陣列,移相功分饋電網(wǎng)絡(luò),移相器控制電路。而本文的主要研究內(nèi)容是設(shè)計(jì)圓極化的天線單元和陣列。為了滿足不同應(yīng)用場(chǎng)合需要,本文設(shè)計(jì)了兩種不同類型的圓極化天線,可單獨(dú)用于讀寫器上,

3、并且還將這兩種天線單元組合成陣列形式,用于小型的相控陣系統(tǒng)。
　　第三章設(shè)計(jì)了一款寬頻帶高增益的圓極化天線,主要用于固定式RFID系統(tǒng),該天線選擇圓形微帶貼片天線的類型。在對(duì)微帶天線圓極化技術(shù)和寬頻帶技術(shù)研究的基礎(chǔ)上,通過對(duì)圓形貼片正交雙饋實(shí)現(xiàn)圓極化,通過增加耦合貼片和使用空氣介質(zhì)來拓寬頻帶,該天線工作頻帶到達(dá)860MHz-960MHz,覆蓋了全球各標(biāo)準(zhǔn)劃分的UHF RFID操作頻帶。
　　第四章設(shè)計(jì)了一款小型化的圓極化天線

4、,主要用于便攜式讀寫器場(chǎng)合,該天線采用諧振式四臂螺旋天線結(jié)構(gòu),將天線的諧振臂改進(jìn)為印制于PCB上的彎折倒F天線,以縮小尺寸和改善阻抗匹配,并通過一分四的移相功分網(wǎng)絡(luò)饋電。該天線尺寸小,重量輕,圓極化性能強(qiáng)且穩(wěn)定,波束寬,工作頻率覆蓋目前國內(nèi)外應(yīng)用最廣泛的902MHz-928MHz頻帶標(biāo)準(zhǔn)。
　　第五章分別將前面設(shè)計(jì)的兩款天線單元組合成陣列天線,分為1×4線陣和2×2面陣,分析了天線陣列的性能,比如增益,波束掃描特性,并對(duì)陣列的低副