本文關鍵詞：Minkowski分形微帶貼片天線的理論研究與設計

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【摘要】：分形結構由于其具有良好的自相似性與尺寸縮減性,目前正逐漸被應用到天線設計領域當中,取得了良好的效果。本文旨在利用分形理論分別設計一款用于2.45GHz頻段的RFID閱讀器天線和一款超高頻RFID標簽天線。首先,分析了RFID系統(tǒng)的原理與組成部分,討論了標簽天線設計過程中所要解決的關鍵問題。給出了四種具體的分形結構,并對各自的特點進行了分析與總結,為后續(xù)章節(jié)天線的設計提供了良好的理論基礎。其次,討論了微帶天線的設計過程中介質基片與饋電方式的選擇,根據(jù)各分形結構特性,選擇了一種Minkowski分形結構,從方形微帶貼片天線入手,利用HFSS軟件仿真分析了各結構參數(shù)對分形天線性能的影響。再次,提出了閱讀器天線的設計要求,討論了提高天線增益與實現(xiàn)天線小型化和寬頻化的技術途徑,利用Hfss-Matlab-Api腳本,在HFSS中建立Minkowski分形微帶貼片天線原型,并根據(jù)天線優(yōu)化方法,對原型天線進行優(yōu)化分析,使之達到了設計目標,完成了閱讀器天線的設計。最后,設計了一款無源超高頻電子標簽天線,根據(jù)要求,選擇了一款標簽芯片,并給出了其在工作頻率處的阻抗值。設計了標簽天線原型并對其進行了模型分析與軟件仿真分析,通過修改其結構參數(shù),使之與標簽芯片實現(xiàn)良好的阻抗共軛匹配,達到了標簽天線所需的設計目標。
【關鍵詞】：分形 微帶天線 Minkowski RFID閱讀器 電子標簽
【學位授予單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN820
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 課題研究的背景和意義9-11
• 1.2 分形天線研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 天線設計中所用到的軟件12-13
• 1.4 本文的研究內容13-15
• 1.4.1 本文的主要工作13
• 1.4.2 本文的結構安排13-15
• 第2章 射頻識別系統(tǒng)與分形天線設計15-29
• 2.1 射頻識別系統(tǒng)理論概述15-17
• 2.1.1 射頻識別系統(tǒng)的組成部分15-16
• 2.1.2 射頻識別系統(tǒng)的工作原理16-17
• 2.2 射頻識別系統(tǒng)中有關天線設計的關鍵問題17-20
• 2.2.1 最高功率傳輸電路中的阻抗共軛匹配17-19
• 2.2.2 電子標簽的識別距離19-20
• 2.3 分形理論概述20-23
• 2.3.1 分形維數(shù)21-22
• 2.3.2 分形圖形的IFS生成法22-23
• 2.4 天線中的分形結構23-28
• 2.5 本章小結28-29
• 第3章 分形結構參數(shù)對天線性能影響分析29-41
• 3.1 方形微帶貼片天線的尺寸選擇與設計29-32
• 3.2 Minkowski結構參數(shù)對天線輻射性能的影響32-40
• 3.2.1 不同階數(shù)的Minkowski分形微帶天線33-34
• 3.2.2 不同邊長的Minkowski分形天線34-36
• 3.2.3 不同比例系數(shù)的Minkowski分形天線36-37
• 3.2.4 介質基片厚度對天線反射系數(shù)的影響37
• 3.2.5 介質基片面積對天線輻射特性的影響37-39
• 3.2.6 饋電點位置對天線輻射特性的影響39-40
• 3.3 本章小結40-41
• 第4章 閱讀器天線的設計與優(yōu)化41-53
• 4.1 閱讀器天線的設計要求41
• 4.2 Minkowski分形天線的尺寸選擇41-42
• 4.3 Minkowski基型天線仿真結果42-43
• 4.4 微帶天線的優(yōu)化43-49
• 4.4.1 提高天線增益的方法44
• 4.4.2 增加天線帶寬的方法44-47
• 4.4.3 天線小型化的實現(xiàn)方法47-49
• 4.5 Minkowski分形微帶天線的最終設計方案及仿真結果49-52
• 4.5.1 天線的結構參數(shù)49-50
• 4.5.2 天線的仿真結果與性能分析50-52
• 4.6 本章小結52-53
• 第5章 電子標簽天線的設計與優(yōu)化53-63
• 5.1 RFID標簽天線的設計要求53
• 5.2 RFID標簽芯片的選擇與其阻抗的測試53-55
• 5.3 標簽天線基本形狀的確定55-57
• 5.4 天線模型分析57-58
• 5.5 天線仿真分析58-59
• 5.6 天線的最終結構與仿真結果59-62
• 5.7 本章小結62-63
• 結論63-65
• 參考文獻65-69
• 攻讀碩士學位期間承擔的科研任務與主要成果69-70
• 致謝70-71
• 作者簡介71

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 李劍;寧佳欣;金卓睿;王有元;李溟;;變壓器局部放電在線監(jiān)測超高頻Hilbert分形天線研究[J];電力自動化設備;2007年06期

2 孟慶翔,朱守正,蔡國祥;介質加蓋高增益微帶天線的優(yōu)化[J];電子科學學刊;1998年01期

3 劉少斌,張光甫,袁乃昌;等離子體覆蓋立方散射體目標雷達散射截面的時域有限差分法分析[J];物理學報;2004年08期

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本文編號：548079