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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。
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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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