超高頻射頻識(shí)別標(biāo)簽抗金屬性研究
發(fā)布時(shí)間:2022-06-02 21:37
無(wú)線射頻識(shí)別(Radio Frequency Identification,RFID)技術(shù)是興起于二十世紀(jì)九十年代并逐漸成熟應(yīng)用的一種自動(dòng)識(shí)別技術(shù),它是利用射頻信號(hào)通過空間耦合的傳輸特性對(duì)目標(biāo)對(duì)象進(jìn)行非接觸識(shí)別的雙向通信技術(shù)。因其非接觸式的工作方式、快速的識(shí)別效率、良好的保密安全性、超大的卡片儲(chǔ)存容量以及優(yōu)秀的耐環(huán)境性、重復(fù)使用性、穿透性被廣泛的應(yīng)用于門禁管理、交通運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)物流、醫(yī)療等多個(gè)領(lǐng)域及行業(yè)。UHF(Ultra High Frequency)RFID段的電子標(biāo)簽因其比普通標(biāo)簽更快速的信息傳輸效率以及更遠(yuǎn)的識(shí)別距離,被廣泛的應(yīng)用于倉(cāng)儲(chǔ)物流以及設(shè)備管理等工業(yè)化領(lǐng)域。而在上述應(yīng)用場(chǎng)景中標(biāo)簽天線不可避免會(huì)接觸金屬物體,金屬環(huán)境會(huì)對(duì)RFID標(biāo)簽性能參數(shù)產(chǎn)生干擾從而導(dǎo)致讀取性能下降,這是阻礙其普及與廣泛應(yīng)用的一個(gè)重要技術(shù)問題。本文詳細(xì)分析了金屬環(huán)境對(duì)RFID標(biāo)簽性能參數(shù)影響機(jī)理,并通過調(diào)節(jié)金屬板尺寸、金屬板與標(biāo)簽距離等金屬表面物理參數(shù)以及金屬內(nèi)部電磁參數(shù)兩個(gè)方面詳細(xì)分析了金屬環(huán)境對(duì)標(biāo)簽天線各性能參數(shù)的影響原因,最后基于金屬環(huán)境影響理論分析設(shè)計(jì)一款滿足金屬環(huán)境工作需求的高增益抗金屬標(biāo)簽天線...
【文章頁(yè)數(shù)】:71 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
1 緒論
1.1 研究背景與意義
1.2 RFID技術(shù)介紹
1.2.1 RFID技術(shù)發(fā)展過程
1.2.2 RFID技術(shù)概述
1.2.3 RFID技術(shù)目前面臨問題
1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3.1 金屬環(huán)境對(duì)UHF RFID系統(tǒng)影響研究現(xiàn)狀
1.3.2 提高UHF RFID標(biāo)簽抗金屬性研究現(xiàn)狀
1.4 本文主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排
2 UHF RFID標(biāo)簽理論基礎(chǔ)及天線性能參數(shù)
2.1 電磁場(chǎng)基礎(chǔ)
2.1.1 電磁波的產(chǎn)生及電磁場(chǎng)的耦合
2.1.2 波的相位與極化
2.2 UHF RFID系統(tǒng)工作原理和標(biāo)簽基本結(jié)構(gòu)
2.2.1 UHF RFID系統(tǒng)工作原理
2.2.2 UHF RFID標(biāo)簽基本結(jié)構(gòu)
2.2.3 UHF RFID標(biāo)簽基本等效電路
2.3 衡量UHF RFID天線性能的基本參數(shù)
2.3.1 標(biāo)簽天線阻抗特性與天線效率
2.3.2 標(biāo)簽天線方向性與增益
2.3.3 標(biāo)簽天線極化與反射系數(shù)
2.3.4 標(biāo)簽電磁仿真軟件
2.4 UHF RFID系統(tǒng)工作性能影響因素
2.4.1 阻抗共軛匹配理論
2.4.2 最大識(shí)別距離及影響因素
2.5 本章小結(jié)
3 金屬表面物理參數(shù)對(duì)UHF RFID標(biāo)簽增益影響分析
3.1 金屬表面對(duì)電磁波的反射性與屏蔽性
3.1.1 反射性
3.1.2 屏蔽性
3.2 仿真分析
3.2.1 標(biāo)簽選型與參數(shù)設(shè)置
3.2.2 基本仿真參數(shù)對(duì)比
3.3 金屬與標(biāo)簽間距對(duì)天線參數(shù)影響分析
3.3.1 回波損耗
3.3.2 輸入阻抗
3.3.3 標(biāo)簽增益
3.4 金屬表面積對(duì)天線參數(shù)影響分析
3.5 本章小結(jié)
4 金屬電磁參數(shù)對(duì)UHF RFID標(biāo)簽性能影響分析
4.1 金屬磁性對(duì)標(biāo)簽?zāi)芰總鬏斢绊懛治?br> 4.1.1 渦流效應(yīng)理論
4.1.2 渦流效應(yīng)理論推導(dǎo)
4.2 金屬電磁參數(shù)對(duì)天線各性能參數(shù)影響分析
4.2.1 金屬磁性對(duì)標(biāo)簽天線性能影響實(shí)質(zhì)
4.2.2 不同金屬對(duì)天線性能參數(shù)影響
4.2.3 相對(duì)磁導(dǎo)率μ對(duì)天線參數(shù)影響分析
4.3 本章小結(jié)
5 高增益UHF RFID抗金屬標(biāo)簽設(shè)計(jì)
5.1 抗金屬標(biāo)簽設(shè)計(jì)目標(biāo)
5.1.1 抗金屬標(biāo)簽天線設(shè)計(jì)指標(biāo)
5.1.2 提高RFID標(biāo)簽抗金屬性能方法
5.2 抗金屬標(biāo)簽結(jié)構(gòu)與建模
5.2.1 天線選型
5.2.2 標(biāo)簽天線結(jié)構(gòu)建模
5.3 抗金屬標(biāo)簽天線的仿真與優(yōu)化
5.3.1 參數(shù)仿真
5.3.2 金屬環(huán)境下參數(shù)優(yōu)化分析
5.3.3 優(yōu)化后天線結(jié)構(gòu)參數(shù)
5.4 優(yōu)化天線適應(yīng)性分析與性能測(cè)試
5.4.1 優(yōu)化天線適應(yīng)性分析
5.4.2 優(yōu)化天線最大閱讀距離
5.4.3 優(yōu)化天線性能對(duì)比分析與測(cè)試
5.5 金屬表面優(yōu)化天線性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)
5.5.1 實(shí)驗(yàn)測(cè)試平臺(tái)
5.5.2 測(cè)試內(nèi)容與結(jié)果分析
5.6 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]面向物聯(lián)網(wǎng)的無(wú)限射頻識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展[J]. 齊俊鵬,田夢(mèng)凡,馬銳. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2019(29)
[2]一種小型無(wú)源UHF抗金屬標(biāo)簽天線的設(shè)計(jì)[J]. 景裕文,崔英花. 電子技術(shù)應(yīng)用. 2018(11)
[3]超薄高增益UHF抗金屬標(biāo)簽天線設(shè)計(jì)[J]. 湯煒,袁良昊,謝姣皎. 微波學(xué)報(bào). 2017(06)
[4]卷煙包裝用UHF RFID抗金屬標(biāo)簽天線的設(shè)計(jì)[J]. 趙文婧,楊蓉,厲丹,吳雙江. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2016(23)
[5]一種小型UHF RFID抗金屬標(biāo)簽天線的設(shè)計(jì)[J]. 韓濤,ZHANG Mingjun,王紅成,李秀平. 電訊技術(shù). 2016(01)
[6]超高頻短路環(huán)偶極子抗金屬標(biāo)簽的設(shè)計(jì)與分析[J]. 楊俊義,張琨,叢濱,張磊. 電子技術(shù)應(yīng)用. 2014(05)
[7]一種新型UHF RFID抗金屬標(biāo)簽天線的設(shè)計(jì)與分析[J]. 許長(zhǎng)青,王朱丹,盛喆,楊樊. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2013(15)
[8]一種小型化UHF RFID抗金屬標(biāo)簽天線的設(shè)計(jì)[J]. 陳志芳,萬(wàn)德松,胡樑輝. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2013(07)
[9]UHF頻段超小型RFID無(wú)源抗金屬標(biāo)簽天線設(shè)計(jì)[J]. 龍平,葉明. 微波學(xué)報(bào). 2012(02)
[10]汽車擋風(fēng)玻璃金屬膜在RFID車輛識(shí)別系統(tǒng)中的技術(shù)研究[J]. 孫偉華,何蔚,徐江,張輝,張豐利. 射頻世界. 2010(05)
博士論文
[1]超高頻射頻識(shí)別(UHF RFID)系統(tǒng)抗干擾策略的研究[D]. 白煜.天津大學(xué) 2009
碩士論文
[1]一款超高頻RFID無(wú)源抗金屬標(biāo)簽的研究及設(shè)計(jì)[D]. 閆昕.西安電子科技大學(xué) 2015
[2]復(fù)雜金屬環(huán)境下的能量傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 黎小嬌.重慶大學(xué) 2015
[3]磁性基板UHF射頻識(shí)別抗金屬標(biāo)簽天線的研究[D]. 關(guān)夢(mèng)然.電子科技大學(xué) 2014
[4]超高頻激光全息RFID標(biāo)簽設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 潘鑫.華中科技大學(xué) 2013
[5]金屬探測(cè)器的研究與設(shè)計(jì)[D]. 黃勇.華南理工大學(xué) 2010
[6]RFID系統(tǒng)標(biāo)簽天線設(shè)計(jì)與測(cè)量[D]. 鄭洋.北京郵電大學(xué) 2010
本文編號(hào):3653134
【文章頁(yè)數(shù)】:71 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
1 緒論
1.1 研究背景與意義
1.2 RFID技術(shù)介紹
1.2.1 RFID技術(shù)發(fā)展過程
1.2.2 RFID技術(shù)概述
1.2.3 RFID技術(shù)目前面臨問題
1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3.1 金屬環(huán)境對(duì)UHF RFID系統(tǒng)影響研究現(xiàn)狀
1.3.2 提高UHF RFID標(biāo)簽抗金屬性研究現(xiàn)狀
1.4 本文主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排
2 UHF RFID標(biāo)簽理論基礎(chǔ)及天線性能參數(shù)
2.1 電磁場(chǎng)基礎(chǔ)
2.1.1 電磁波的產(chǎn)生及電磁場(chǎng)的耦合
2.1.2 波的相位與極化
2.2 UHF RFID系統(tǒng)工作原理和標(biāo)簽基本結(jié)構(gòu)
2.2.1 UHF RFID系統(tǒng)工作原理
2.2.2 UHF RFID標(biāo)簽基本結(jié)構(gòu)
2.2.3 UHF RFID標(biāo)簽基本等效電路
2.3 衡量UHF RFID天線性能的基本參數(shù)
2.3.1 標(biāo)簽天線阻抗特性與天線效率
2.3.2 標(biāo)簽天線方向性與增益
2.3.3 標(biāo)簽天線極化與反射系數(shù)
2.3.4 標(biāo)簽電磁仿真軟件
2.4 UHF RFID系統(tǒng)工作性能影響因素
2.4.1 阻抗共軛匹配理論
2.4.2 最大識(shí)別距離及影響因素
2.5 本章小結(jié)
3 金屬表面物理參數(shù)對(duì)UHF RFID標(biāo)簽增益影響分析
3.1 金屬表面對(duì)電磁波的反射性與屏蔽性
3.1.1 反射性
3.1.2 屏蔽性
3.2 仿真分析
3.2.1 標(biāo)簽選型與參數(shù)設(shè)置
3.2.2 基本仿真參數(shù)對(duì)比
3.3 金屬與標(biāo)簽間距對(duì)天線參數(shù)影響分析
3.3.1 回波損耗
3.3.2 輸入阻抗
3.3.3 標(biāo)簽增益
3.4 金屬表面積對(duì)天線參數(shù)影響分析
3.5 本章小結(jié)
4 金屬電磁參數(shù)對(duì)UHF RFID標(biāo)簽性能影響分析
4.1 金屬磁性對(duì)標(biāo)簽?zāi)芰總鬏斢绊懛治?br> 4.1.1 渦流效應(yīng)理論
4.1.2 渦流效應(yīng)理論推導(dǎo)
4.2 金屬電磁參數(shù)對(duì)天線各性能參數(shù)影響分析
4.2.1 金屬磁性對(duì)標(biāo)簽天線性能影響實(shí)質(zhì)
4.2.2 不同金屬對(duì)天線性能參數(shù)影響
4.2.3 相對(duì)磁導(dǎo)率μ對(duì)天線參數(shù)影響分析
4.3 本章小結(jié)
5 高增益UHF RFID抗金屬標(biāo)簽設(shè)計(jì)
5.1 抗金屬標(biāo)簽設(shè)計(jì)目標(biāo)
5.1.1 抗金屬標(biāo)簽天線設(shè)計(jì)指標(biāo)
5.1.2 提高RFID標(biāo)簽抗金屬性能方法
5.2 抗金屬標(biāo)簽結(jié)構(gòu)與建模
5.2.1 天線選型
5.2.2 標(biāo)簽天線結(jié)構(gòu)建模
5.3 抗金屬標(biāo)簽天線的仿真與優(yōu)化
5.3.1 參數(shù)仿真
5.3.2 金屬環(huán)境下參數(shù)優(yōu)化分析
5.3.3 優(yōu)化后天線結(jié)構(gòu)參數(shù)
5.4 優(yōu)化天線適應(yīng)性分析與性能測(cè)試
5.4.1 優(yōu)化天線適應(yīng)性分析
5.4.2 優(yōu)化天線最大閱讀距離
5.4.3 優(yōu)化天線性能對(duì)比分析與測(cè)試
5.5 金屬表面優(yōu)化天線性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)
5.5.1 實(shí)驗(yàn)測(cè)試平臺(tái)
5.5.2 測(cè)試內(nèi)容與結(jié)果分析
5.6 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]面向物聯(lián)網(wǎng)的無(wú)限射頻識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展[J]. 齊俊鵬,田夢(mèng)凡,馬銳. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2019(29)
[2]一種小型無(wú)源UHF抗金屬標(biāo)簽天線的設(shè)計(jì)[J]. 景裕文,崔英花. 電子技術(shù)應(yīng)用. 2018(11)
[3]超薄高增益UHF抗金屬標(biāo)簽天線設(shè)計(jì)[J]. 湯煒,袁良昊,謝姣皎. 微波學(xué)報(bào). 2017(06)
[4]卷煙包裝用UHF RFID抗金屬標(biāo)簽天線的設(shè)計(jì)[J]. 趙文婧,楊蓉,厲丹,吳雙江. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2016(23)
[5]一種小型UHF RFID抗金屬標(biāo)簽天線的設(shè)計(jì)[J]. 韓濤,ZHANG Mingjun,王紅成,李秀平. 電訊技術(shù). 2016(01)
[6]超高頻短路環(huán)偶極子抗金屬標(biāo)簽的設(shè)計(jì)與分析[J]. 楊俊義,張琨,叢濱,張磊. 電子技術(shù)應(yīng)用. 2014(05)
[7]一種新型UHF RFID抗金屬標(biāo)簽天線的設(shè)計(jì)與分析[J]. 許長(zhǎng)青,王朱丹,盛喆,楊樊. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2013(15)
[8]一種小型化UHF RFID抗金屬標(biāo)簽天線的設(shè)計(jì)[J]. 陳志芳,萬(wàn)德松,胡樑輝. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2013(07)
[9]UHF頻段超小型RFID無(wú)源抗金屬標(biāo)簽天線設(shè)計(jì)[J]. 龍平,葉明. 微波學(xué)報(bào). 2012(02)
[10]汽車擋風(fēng)玻璃金屬膜在RFID車輛識(shí)別系統(tǒng)中的技術(shù)研究[J]. 孫偉華,何蔚,徐江,張輝,張豐利. 射頻世界. 2010(05)
博士論文
[1]超高頻射頻識(shí)別(UHF RFID)系統(tǒng)抗干擾策略的研究[D]. 白煜.天津大學(xué) 2009
碩士論文
[1]一款超高頻RFID無(wú)源抗金屬標(biāo)簽的研究及設(shè)計(jì)[D]. 閆昕.西安電子科技大學(xué) 2015
[2]復(fù)雜金屬環(huán)境下的能量傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 黎小嬌.重慶大學(xué) 2015
[3]磁性基板UHF射頻識(shí)別抗金屬標(biāo)簽天線的研究[D]. 關(guān)夢(mèng)然.電子科技大學(xué) 2014
[4]超高頻激光全息RFID標(biāo)簽設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 潘鑫.華中科技大學(xué) 2013
[5]金屬探測(cè)器的研究與設(shè)計(jì)[D]. 黃勇.華南理工大學(xué) 2010
[6]RFID系統(tǒng)標(biāo)簽天線設(shè)計(jì)與測(cè)量[D]. 鄭洋.北京郵電大學(xué) 2010
本文編號(hào):3653134
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