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射频识别(RFID)系统中天线的优化设计

作 者: 王文豪
导 师: 顾军华
学 校: 河北工业大学
专 业: 控制科学与工程
关键词: RFID 微带贴片 BP神经网络 GA算法 PSO算法
分类号: TN820
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 78次
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内容摘要


无线射频识别技术(Radio Frequency Idenfication,RFID)是一种利用无线射频方式进行非接触信息通讯的自动识别技术,具有数据容量大,使用寿命长,较强的环境适应力,可实现无线远距离识别和高速运动下识别等突出的优点,已成为自动识别领域的热点研究方向,是21世纪十大重要技术之一。目前在超高频和微波频段的RFID技术发展很快,因此RFID天线的设计及其优化非常重要。本文首先对RFID系统的天线作了研究,介绍了RFID的相关知识,阐述了RFID天线设计的重要性,及其工作原理。然后着重说明了微带贴片天线的基础理论,并在其后设计一款超高频的微带贴片天线。其次本文对工作在超高频频段的微带贴片天线进行了研究,对微带贴片天线基板的厚度,介电常数,贴片的长度和宽度等参数对天线谐振频率的影响进行了分析,最后设计出一款同轴微带贴片天线,仿真结果该天线具有良好的性能,回波损耗-10db,谐振频率915MHZ,频带宽度12MHZ,增益达到7.5db。该天线结构简单,易于制造,非常适用于RFID超高频天线。再次本文针对快速,准确的设计RFID天线的要求,根据天线结构参数对其性能的影响,采用BP神经网络建立天线设计模型,通过两种优化算法GA(遗传算法)和PSO(粒子群算法)对BP神经网络进行优化,找出一种合适的优化方式。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章 绪论  8-11
  1-1 课题的研究背景及意义  8-9
  1-2 国内外的研究现状  9-10
  1-3 论文的主要工作及内容安排  10-11
第二章 RFID 系统简介  11-16
  2-1 RFID 技术发展历史  11-12
  2-2 RFID 系统的特点  12-13
  2-3 RFID 系统工作原理  13-14
  2-4 RFID 系统的分类  14-16
    2-4-1 根据系统工作频率分类  14
    2-4-2 根据天线的工作方式分类  14-15
    2-4-3 根据耦合方式分类  15-16
第三章 微带天线技术研究  16-31
  3-1 微带天线的基本工作原理  16-22
    3-1-1 微带天线的辐射机理  16-17
    3-1-2 辐射场  17-19
    3-1-3 谐振频率和输入阻抗  19-21
    3-1-4 微带天线的分类  21-22
  3-2 微带天线的分析方法  22-25
    3-2-1 传输线模型  22-23
    3-2-2 空腔理论模型  23-24
    3-2-3 HFSS 有限元法  24-25
  3-3 微带天线的主要参数  25-27
    3-3-1 方向图  25-26
    3-3-2 天线效率  26
    3-3-3 增益  26
    3-3-4 频带宽度  26-27
    3-3-5 回波损耗  27
    3-3-6 电压驻波比  27
  3-4 微带贴片天线的结构  27-28
  3-5 微带天线的馈电方法  28-31
    3-5-1 微带线馈电  28
    3-5-2 同轴馈电  28-29
    3-5-3 电磁耦合馈电  29-31
第四章 矩形微带贴片天线的设计及其优化  31-48
  4-1 矩形微带贴片天线的设计  31-37
    4-1-1 介质基片  31
    4-1-2 贴片宽度  31-32
    4-1-3 贴片长度  32
    4-1-4 馈电方式  32
    4-1-5 实例仿真设计  32-37
  4-2 优化算法及建模  37-47
    4-2-1 人工神经网络和BP 算法  37-39
    4-2-2 基本BP 神经网络建模  39-42
    4-2-3 GA-BP 神经网络建模  42-44
    4-2-4 PSO-BP 神经网络建模  44-47
  4-3 优化结果及分析  47-48
第五章 总结与展望  48-49
参考文献  49-51
致谢  51-52
攻读学位期间所取得的相关科研成果  52

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线电设备、电信设备 > 天线 > 一般性问题
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