射頻識別讀寫器天線研究與設(shè)計
發(fā)布時間:2021-01-26 22:43
近幾年,射頻識別技術(shù)(RFID)作為一種新興的無線通信應(yīng)用方向,已經(jīng)被廣泛地運用到了各種應(yīng)用領(lǐng)域,如物流管理、智能跟蹤、智能卡、動物標(biāo)簽、電子收費和商店安全等。讀寫器天線作為RFID的重要組件,天線性能的好壞將直接影響整個系統(tǒng)的效率和魯棒性。本文致力于小型化、寬帶RFID讀寫器天線的研究,將從以下幾個方面展開工作:首先,本文對讀寫器天線國內(nèi)外發(fā)展情況做了簡單介紹,介紹了有關(guān)RFID系統(tǒng)的組成和基本理論、微帶天線幾種結(jié)構(gòu)和優(yōu)缺點、天線的基本參數(shù)和饋電方式。并給出了論文的研究方向和工作重點。其次,針對當(dāng)前讀寫器天線存在尺寸較大、設(shè)計成本較高的問題,設(shè)本文計了一款適用于UHF頻段和ISM頻段的小型化雙頻單層手持讀寫器天線。天線采用FR4介質(zhì)層,首先在輻射貼片中間開正方形槽并在輻射貼片上分別開四邊狹縫和四角狹縫,實現(xiàn)天線的雙頻和小型化,然后對天線結(jié)構(gòu)中的各個參數(shù)進(jìn)行仿真分析,最終確定天線各個參數(shù)取值,并制作出實物進(jìn)行測試。測試結(jié)果表明天線工作頻段為910MHz-938MHz和2.42GHz-2.48GHz,阻抗帶寬分別為28MHz和60MHz,最大增益分別為-1.68dB和-2.67dB,所以...
【文章來源】:遼寧工程技術(shù)大學(xué)遼寧省
【文章頁數(shù)】:77 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【圖文】:
圖1.5采用共面波導(dǎo)饋電的印刷縫隙天線??Figure?1.5?Printed?slot?antenna?fed?by?coplanar?waveguide??
?遼寧工:程技術(shù)大學(xué)碩士箏位論文???們相近來拓寬天線的帶寬。(2)采用L型探針技術(shù)[2S-3Q1,利用福射貼片天線的枝節(jié)縫隙與L??型探針可以等效為電容效應(yīng)可以與探針自帶的電感效應(yīng)相互抵消,從而拓寬天線的:n作頻??率。(3)采用開槽技術(shù)[31,通過在天線輻射貼片上開槽引入新的激勵使天線產(chǎn)生新的諧振??模式,并使新的諧振頻率靠近天線的原頻率拓寬天線的帶寬。??文獻(xiàn)[33]設(shè)計一款加載V型槽和DGS結(jié)構(gòu)小型寬帶天線,如圖1.4所示。該天線通過??加載V型槽產(chǎn)生了新的電流路徑,引入新的諧振點來拓寬天線帶寬,并通過缺地隙結(jié)構(gòu)??(DGS?*?Defected?ground?structure)改變了微帶線¥1射貼:片上的.電感.和電容分布。該結(jié)構(gòu)使天.??線具有慢波特性和帶隙特:性,從而拓寬天線帶寬。與一般的微帶天線相比加載V型槽和??DGS結(jié)構(gòu)的微帶天線的相對帶寬增加了?13%。??B??圖1.4無憂V型槽和DGS結(jié)構(gòu)小型寬帶天線??Figure?1.4?Loaded?V-groove?and?DGS?structure?small?broadband?antenna??L????l?」'y*-??圖1.5采用共面波導(dǎo)饋電的印刷縫隙天線??Figure?1.5?Printed?slot?antenna?fed?by?coplanar?waveguide??文獻(xiàn)[34]設(shè)計了一款采用共面波導(dǎo)(CPW)饋電的新型寬帶圓極化(CP)印刷縫隙天線,如??圖1.5所示。該天線通過S形槽以產(chǎn)生用于右旋圓極化,引入L形輻射器以獲得間■以完全??5??
?遼寧工程技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文???遞。在福射區(qū)的一定范圍內(nèi),被稱為近場輻射區(qū),又稱為菲涅K。在福射近場區(qū)里,天線??附近的電場強度隨著距離的增加變化大,并旦場強分布不均勻,在不同距離的方向圖會存??在p定變化。輻#t近場的邊界范圍:??2D2??0.62J—<r<——?(3.24)??V?2?2??⑶輻射遠(yuǎn)場??輻射遠(yuǎn)場就是遠(yuǎn)場區(qū),又稱為弗朗荷費區(qū),大部分天線都是工作在遠(yuǎn)場區(qū),福射遠(yuǎn)場??的邊界范圍:??2D2??r>—?(3.25)??A??天線的電場分布圖如圖3?.2所示a??\?_射近場???圖3.2天線的電場分布??Figure?3.2?Electric?field?distribution?of?antenna??3.4天線的饋電方式??本節(jié)主要介紹微帶天線的幾種饋電方式還有共面波導(dǎo)饋電。微帶線饋線方式主??要有,微帶線邊愧同軸線饋電、耦合饋電。微帶天線有多種饋電方式:微帶線饋??電、縫隙饋電和電磁耦合饋電等。微帶貼片天線和微帶行波天線常采用微帶線和同軸線??饋電,因為這兩種饋電方式在調(diào)節(jié)天線阻抗匹配時簡單方便,可以通過數(shù)學(xué)公式進(jìn)行估算??后使用HFSS軟件進(jìn)行微小調(diào)節(jié),但是饋電位置會對天線輻射性能產(chǎn)生影響。??26??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]RFID技術(shù)在服裝行業(yè)智能制造中的應(yīng)用[J]. 吳龍. 西安工程大學(xué)學(xué)報. 2019(01)
[2]服裝制造領(lǐng)域RFID標(biāo)簽應(yīng)用需求分析[J]. 楊林. 中國自動識別技術(shù). 2019(01)
[3]全向及定向圓極化天線的小型化研究[J]. 藺煒. 南京信息工程大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2019(01)
[4]基于支節(jié)容性加載的小型化低剖面超表面天線[J]. 雋月,車文荃,楊琬琛. 南京信息工程大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2019(01)
[5]小型化分形結(jié)構(gòu)UWB天線的研究[J]. 南敬昌,劉銀玲,高明明,李蕾. 電子測量與儀器學(xué)報. 2018(12)
[6]RFID技術(shù)在動物個體行為識別中的應(yīng)用進(jìn)展[J]. 黃孟選,李麗華,許利軍,申艷路,賈蘭英. 中國家禽. 2018(22)
[7]一種W形小型化微帶天線的設(shè)計與仿真[J]. 亓協(xié)興,陳彥錚. 山東工業(yè)技術(shù). 2018(23)
[8]一種小型化雙向輻射超寬帶縫隙天線的設(shè)計[J]. 陳奮忠. 廈門理工學(xué)院學(xué)報. 2018(05)
[9]基于單片機的RFID智能卡消費系統(tǒng)設(shè)計[J]. 胡敏,陳旭楠. 電子技術(shù). 2017(09)
[10]超高頻RFID小型化讀寫器天線設(shè)計[J]. 南敬昌,李鋒,李蕾. 微波學(xué)報. 2017(03)
博士論文
[1]小型化寬帶多層微帶貼片天線研究[D]. 史志瑋.西南交通大學(xué) 2012
[2]天線散射機理分析與RCS控制技術(shù)研究[D]. 姜文.西安電子科技大學(xué) 2012
[3]超寬帶槽線天線的理論研究與設(shè)計實現(xiàn)[D]. 蘇明.北京郵電大學(xué) 2011
[4]RFID關(guān)鍵技術(shù)研究與實現(xiàn)[D]. 丁治國.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2009
[5]寬帶圓極化微帶天線分析與設(shè)計[D]. 卞磊.南京理工大學(xué) 2008
碩士論文
[1]雙頻圓極化微帶天線的研究與設(shè)計[D]. 楊瀾.南京郵電大學(xué) 2018
[2]基于開槽技術(shù)的小型多頻微帶天線的研究與設(shè)計[D]. 姜銘鑫.南京郵電大學(xué) 2018
[3]超高頻區(qū)域可控RFID近場天線的研究[D]. 梁一山.北京郵電大學(xué) 2018
[4]寬頻帶RFID讀寫器天線設(shè)計與系統(tǒng)應(yīng)用[D]. 閔銀萍.北京郵電大學(xué) 2017
[5]基于智能天線的UHF RFID體系結(jié)構(gòu)分析及波束賦形的研究[D]. 韓曉迪.天津工業(yè)大學(xué) 2017
[6]雙頻圓極化射頻識別讀寫器天線的研究[D]. 漢俊杰.大連海事大學(xué) 2016
[7]新型超高頻RFID近場讀寫器天線的研究與設(shè)計[D]. 崔彩霞.北京郵電大學(xué) 2016
[8]寬帶及雙頻小型化圓極化微帶天線的研究[D]. 尚玉璽.西南交通大學(xué) 2015
[9]強金屬環(huán)境中應(yīng)用RFID近場天線的設(shè)計與研究[D]. 賈朝鋒.電子科技大學(xué) 2012
[10]UHF頻段射頻識別系統(tǒng)天線研究[D]. 胡汝剛.北京交通大學(xué) 2008
本文編號:3001940
【文章來源】:遼寧工程技術(shù)大學(xué)遼寧省
【文章頁數(shù)】:77 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【圖文】:
圖1.5采用共面波導(dǎo)饋電的印刷縫隙天線??Figure?1.5?Printed?slot?antenna?fed?by?coplanar?waveguide??
?遼寧工:程技術(shù)大學(xué)碩士箏位論文???們相近來拓寬天線的帶寬。(2)采用L型探針技術(shù)[2S-3Q1,利用福射貼片天線的枝節(jié)縫隙與L??型探針可以等效為電容效應(yīng)可以與探針自帶的電感效應(yīng)相互抵消,從而拓寬天線的:n作頻??率。(3)采用開槽技術(shù)[31,通過在天線輻射貼片上開槽引入新的激勵使天線產(chǎn)生新的諧振??模式,并使新的諧振頻率靠近天線的原頻率拓寬天線的帶寬。??文獻(xiàn)[33]設(shè)計一款加載V型槽和DGS結(jié)構(gòu)小型寬帶天線,如圖1.4所示。該天線通過??加載V型槽產(chǎn)生了新的電流路徑,引入新的諧振點來拓寬天線帶寬,并通過缺地隙結(jié)構(gòu)??(DGS?*?Defected?ground?structure)改變了微帶線¥1射貼:片上的.電感.和電容分布。該結(jié)構(gòu)使天.??線具有慢波特性和帶隙特:性,從而拓寬天線帶寬。與一般的微帶天線相比加載V型槽和??DGS結(jié)構(gòu)的微帶天線的相對帶寬增加了?13%。??B??圖1.4無憂V型槽和DGS結(jié)構(gòu)小型寬帶天線??Figure?1.4?Loaded?V-groove?and?DGS?structure?small?broadband?antenna??L????l?」'y*-??圖1.5采用共面波導(dǎo)饋電的印刷縫隙天線??Figure?1.5?Printed?slot?antenna?fed?by?coplanar?waveguide??文獻(xiàn)[34]設(shè)計了一款采用共面波導(dǎo)(CPW)饋電的新型寬帶圓極化(CP)印刷縫隙天線,如??圖1.5所示。該天線通過S形槽以產(chǎn)生用于右旋圓極化,引入L形輻射器以獲得間■以完全??5??
?遼寧工程技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文???遞。在福射區(qū)的一定范圍內(nèi),被稱為近場輻射區(qū),又稱為菲涅K。在福射近場區(qū)里,天線??附近的電場強度隨著距離的增加變化大,并旦場強分布不均勻,在不同距離的方向圖會存??在p定變化。輻#t近場的邊界范圍:??2D2??0.62J—<r<——?(3.24)??V?2?2??⑶輻射遠(yuǎn)場??輻射遠(yuǎn)場就是遠(yuǎn)場區(qū),又稱為弗朗荷費區(qū),大部分天線都是工作在遠(yuǎn)場區(qū),福射遠(yuǎn)場??的邊界范圍:??2D2??r>—?(3.25)??A??天線的電場分布圖如圖3?.2所示a??\?_射近場???圖3.2天線的電場分布??Figure?3.2?Electric?field?distribution?of?antenna??3.4天線的饋電方式??本節(jié)主要介紹微帶天線的幾種饋電方式還有共面波導(dǎo)饋電。微帶線饋線方式主??要有,微帶線邊愧同軸線饋電、耦合饋電。微帶天線有多種饋電方式:微帶線饋??電、縫隙饋電和電磁耦合饋電等。微帶貼片天線和微帶行波天線常采用微帶線和同軸線??饋電,因為這兩種饋電方式在調(diào)節(jié)天線阻抗匹配時簡單方便,可以通過數(shù)學(xué)公式進(jìn)行估算??后使用HFSS軟件進(jìn)行微小調(diào)節(jié),但是饋電位置會對天線輻射性能產(chǎn)生影響。??26??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]RFID技術(shù)在服裝行業(yè)智能制造中的應(yīng)用[J]. 吳龍. 西安工程大學(xué)學(xué)報. 2019(01)
[2]服裝制造領(lǐng)域RFID標(biāo)簽應(yīng)用需求分析[J]. 楊林. 中國自動識別技術(shù). 2019(01)
[3]全向及定向圓極化天線的小型化研究[J]. 藺煒. 南京信息工程大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2019(01)
[4]基于支節(jié)容性加載的小型化低剖面超表面天線[J]. 雋月,車文荃,楊琬琛. 南京信息工程大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2019(01)
[5]小型化分形結(jié)構(gòu)UWB天線的研究[J]. 南敬昌,劉銀玲,高明明,李蕾. 電子測量與儀器學(xué)報. 2018(12)
[6]RFID技術(shù)在動物個體行為識別中的應(yīng)用進(jìn)展[J]. 黃孟選,李麗華,許利軍,申艷路,賈蘭英. 中國家禽. 2018(22)
[7]一種W形小型化微帶天線的設(shè)計與仿真[J]. 亓協(xié)興,陳彥錚. 山東工業(yè)技術(shù). 2018(23)
[8]一種小型化雙向輻射超寬帶縫隙天線的設(shè)計[J]. 陳奮忠. 廈門理工學(xué)院學(xué)報. 2018(05)
[9]基于單片機的RFID智能卡消費系統(tǒng)設(shè)計[J]. 胡敏,陳旭楠. 電子技術(shù). 2017(09)
[10]超高頻RFID小型化讀寫器天線設(shè)計[J]. 南敬昌,李鋒,李蕾. 微波學(xué)報. 2017(03)
博士論文
[1]小型化寬帶多層微帶貼片天線研究[D]. 史志瑋.西南交通大學(xué) 2012
[2]天線散射機理分析與RCS控制技術(shù)研究[D]. 姜文.西安電子科技大學(xué) 2012
[3]超寬帶槽線天線的理論研究與設(shè)計實現(xiàn)[D]. 蘇明.北京郵電大學(xué) 2011
[4]RFID關(guān)鍵技術(shù)研究與實現(xiàn)[D]. 丁治國.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2009
[5]寬帶圓極化微帶天線分析與設(shè)計[D]. 卞磊.南京理工大學(xué) 2008
碩士論文
[1]雙頻圓極化微帶天線的研究與設(shè)計[D]. 楊瀾.南京郵電大學(xué) 2018
[2]基于開槽技術(shù)的小型多頻微帶天線的研究與設(shè)計[D]. 姜銘鑫.南京郵電大學(xué) 2018
[3]超高頻區(qū)域可控RFID近場天線的研究[D]. 梁一山.北京郵電大學(xué) 2018
[4]寬頻帶RFID讀寫器天線設(shè)計與系統(tǒng)應(yīng)用[D]. 閔銀萍.北京郵電大學(xué) 2017
[5]基于智能天線的UHF RFID體系結(jié)構(gòu)分析及波束賦形的研究[D]. 韓曉迪.天津工業(yè)大學(xué) 2017
[6]雙頻圓極化射頻識別讀寫器天線的研究[D]. 漢俊杰.大連海事大學(xué) 2016
[7]新型超高頻RFID近場讀寫器天線的研究與設(shè)計[D]. 崔彩霞.北京郵電大學(xué) 2016
[8]寬帶及雙頻小型化圓極化微帶天線的研究[D]. 尚玉璽.西南交通大學(xué) 2015
[9]強金屬環(huán)境中應(yīng)用RFID近場天線的設(shè)計與研究[D]. 賈朝鋒.電子科技大學(xué) 2012
[10]UHF頻段射頻識別系統(tǒng)天線研究[D]. 胡汝剛.北京交通大學(xué) 2008
本文編號:3001940
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