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超高频段RFID读写器天线研究

作　者: 梅燕杰
导　师: 裴进明
学　校: 安徽工程大学
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: RFID UHF 读写器天线空气腔圆极化
分类号: TN822
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 21次
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内容摘要

随着RFID技术的不断发展,人们对它的应用开始变得越来越广泛。在不久的将来,RFID技术势必会得到更进一步的的普及。而天线作为RFID系统的前端配置,肯定也会随着RFID技术的不断发展而不断改进,因为它在整个系统中都起到了举足轻重的作用,它的性能好坏直接决定着读写器的读取效率。而微带天线正是因为它具有的一些优点,被广泛地应用到了RFID读写器天线中,比如：重量轻、成本低、制造简单,更为重要的是易共形、易集成、剖面低。本论文就是使用了微带天线成功设计出了两种RFID读写器天线。本文首先总结了国内外RFID技术及天线的发展历程、发展现状以及对未来的一个展望。然后介绍了RFID系统以及其中的天线,还总结了RFID天线的设计要点以及各频段的应用领域。接下来分析了微带天线的一些理论知识,包括分析方法、辐射机理、馈电方式和展宽微带天线带宽的技术。本文最后设计了两种可以工作在超高频段的RFID读写器天线。一种是工作在超高频段的单频RFID读写器天线。它采用一个矩形微带贴片天线来设计的,通过在介质层引入一个空气腔的方法来使它达到增加阻抗带宽和提高辐射特性的作用。而且该空气腔还起到了在不改变贴片尺寸的情况下,通过改变空气腔的高度就能调节谐振频率的作用。天线采用切角微扰的方法实现圆极化。该天线在回波损耗小于-10dB时,阻抗带宽有51MHz。第二种天线是可以工作在两个频段的双频RFID读写器天线。天线结构是采用双层重叠的微带贴片天线来设计的,而且在两层的介质层中分别引入了空气腔,它起到了增加带宽、调节谐振频率的作用。天线选用两条微带馈电线对下层辐射贴片的两条邻边的中心点同时馈电的方法实现圆极化。天线在低频段的谐振频率约为900MHz,带宽约为60MHz；高频段谐振频率约为2.4GHz,工作带宽约为250MHz。应该说这两款天线都能很好的应用在超高频段RFID读写器中,而空气腔技术势必会有更大的发展。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-12
第1章绪论  12-17
  1.1 选题目的及意义  12-13
  1.2 国内外研究现状及发展趋势  13-15
  1.3 研究目标  15-16
  1.4 本文研究内容  16-17
第2章 RFID系统及其天线  17-24
  2.1 RFID系统简介  17-18
  2.2 RFID读写器  18-22
    2.2.1 读写距离  20-21
    2.2.2 读写器天线  21-22
  2.3 RFID天线设计要点  22-23
  2.4 本章小结  23-24
第3章微带天线理论与分析  24-42
  3.1 微带天线概述  24-25
  3.2 微带天线辐射机理  25-26
  3.3 微带天线理论分析方法及其比较  26-32
  3.4 展宽微带天线频带方法的分析  32-37
    3.4.1 选择合适的基板与贴片  33
    3.4.2 阻抗匹配法  33-34
    3.4.3 多模技术  34-35
    3.4.4 分形技术  35
    3.4.5 电阻性加载技术  35-36
    3.4.6 采用特殊基板  36-37
    3.4.7 其它的一些展宽带宽方法  37
  3.5 微带天线馈电方式  37-41
  3.6 本章总结  41-42
第4章一款超高频段RFID读写器天线的设计  42-51
  4.1 引言  42
  4.2 天线的圆极化技术  42-44
    4.2.1 圆极化波的性质  42-43
    4.2.2 圆极化在微带天线中的实现方式  43
    4.2.3 实现圆极化的条件  43-44
  4.3 天线结构与设计分析  44-47
    4.3.1 天线设计分析  44-45
    4.3.2 天线结构  45
    4.3.3 空气腔研究  45-47
      4.3.3.1 空气腔的应用案例  45-46
      4.3.3.2 空气腔高对天线性能影响  46-47
  4.4 仿真结果比较  47-50
  4.5 本章小结  50-51
第5章一款双频段RFID读写器天线的设计  51-56
  5.1 引言  51
  5.2 双频技术  51-52
  5.3 天线结构与设计分析  52-54
    5.3.1 天线结构  52-53
    5.3.2 天线设计与分析  53-54
  5.4 天线仿真结果  54-55
  5.5 本章小结  55-56
结论与展望  56-58
  结论  56-57
  展望  57-58
参考文献  58-61
攻读硕士期间的科研成果  61-62
致谢  62

超高频段RFID读写器天线研究

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