發(fā)布時間：2021-09-29 21:52

　　隨著物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的快速發(fā)展,RFID技術(shù)被廣泛應(yīng)用于身份識別、自動收費、無線定位等領(lǐng)域,并已成為21世紀全球最熱門技術(shù)之一。讀寫器天線作為RFID系統(tǒng)中一個重要組成部分,其性能對整個系統(tǒng)的識別能力有著很大影響。本文對遠場超高頻和微波頻段的讀寫器天線展開研究,基于兩種類型輻射貼片的微帶單極子天線,設(shè)計了三款讀寫器天線。具體內(nèi)容如下:1.針對UHF頻段全球通用和圓極化的需求,基于多邊形輻射貼片的微帶單極子天線,研究出一款全球UHF頻段全向圓極化天線。該天線采用V形邊沿接地板和微帶線偏心饋電的非對稱多邊形輻射貼片,實現(xiàn)了圓極化和寬帶特性。天線整體尺寸為90×100×0.8mm3,阻抗帶寬為154MHz（0.818～0.972GHz）,軸比帶寬為211MHz（0.819～1.03GHz）。天線在主軸方向（+Z方向）上的最大增益為2.1d Bi,輻射右旋圓極化波。該天線具有良好的阻抗帶寬和軸比帶寬、結(jié)構(gòu)緊湊和全向輻射的特點,可用于手持式讀寫器。2.針對UHF頻段全球通用和圓極化的需求,基于多邊形輻射貼片的微帶單極子天線,采用設(shè)置金屬反射板的方法,仿真出一款全球UHF頻段定向圓極化天線。通過設(shè)置金屬... 

【文章來源】：長春理工大學吉林省

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

RFID系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖

第1章緒論3分國家頻段進行了研究[10][11]，也有些文獻對全球UHF系統(tǒng)的頻段通用和圓極化特性的需求這兩個方面展開了研究[12]-[19]，該研究大大提高了讀寫器的利用率和工作效率。UHF頻段的陣列天線方面也開展有一些研究。DanieleInserra等人[20]提出了一種基于RFID電子收費系統(tǒng)的天線陣列，該天線陣列為一個4×4平面天線陣列，工作的頻率范圍能夠覆蓋中國UHF頻段中的920.5~924.5MHz，其實物結(jié)構(gòu)如圖1.2(a)所示。RiccardoColella等人[21]提出了一款結(jié)構(gòu)緊湊、低剖面以及高性價比的圓極化陣列天線，可以應(yīng)用于UHFRFID手持式讀寫器。該陣列天線是由四個倒F單極子陣元組成，通過微帶饋電網(wǎng)絡(luò)以90°的相位差順次激勵各陣元來實現(xiàn)整個天線陣列的圓極化特性，天線的整體尺寸為60×60×7.5mm3，實測的反射系數(shù)值小于-10dB線的頻率范圍以及軸比值低于3dB的頻率范圍均能覆蓋歐洲UHF頻段（865~868MHz），其實物結(jié)構(gòu)如圖1.2(b)所示。(a)(b)圖1.2國外UHF頻段陣列天線方面的研究(a)一種基于RFID電子收費系統(tǒng)的天線陣列[20]；(b)一款UHFRFID圓極化陣列天線[21]AnilKumarGautam等人[22]提出了一種用于2.45GHz頻段的小型平面圓極化RFID讀寫器天線，通過截去左右對角線的角來實現(xiàn)圓極化特性，通過合并位于四個方向上的兩個縫隙以及位于方形輻射體的中心的一個縫隙，以實現(xiàn)小型化特性，其實物結(jié)構(gòu)如圖1.3(a)所示。天線的整體尺寸為30×30×1.6mm3，可以實現(xiàn)約80MHz（2.42~2.5GHz）的阻抗帶寬和21MHz（2.447~2.468GHz）的軸比帶寬。JIADEYUAN等人[23]提出了一種基于對數(shù)周期偶極子陣列（LPDA）、且工作于5.8GHz頻段的RFID讀寫器天線，天線整體尺寸為30×45×1.6mm3，工作頻點為5.8GHz時的反射系數(shù)值為-28dB，相對帶寬達到3.4%，增益為6.2dBi，前后

第1章緒論4(a)(b)圖1.3國外微波2.45GHz和5.8GHz頻段的單頻天線研究(a)一種用于2.45GHz頻段的小型平面圓極化RFID讀寫器天線[22]；(b)一種基于對數(shù)周期偶極子陣列（LPDA）、且工作于5.8GHz頻段的RFID讀寫器天線[23]在雙頻的研究方面，有一些文獻涉及到超高頻與微波2.45GHz雙頻頻段共用的研究[24][25]，也有些文獻開展了微波2.45GHz和5.8GHz雙頻頻段共用的研究[26][27]，還有些文獻進行了超高頻頻段與其他通信系統(tǒng)所用頻段共用的研究[28][29]，譬如WaleedAbdelrahim等人[28]提出了一種應(yīng)用于通用UHFRFID手持讀寫器和GPS的緊湊型寬帶雙頻圓極化天線，其實物結(jié)構(gòu)如圖1.4(a)所示；JunZhang等人[29]提出了一種雙頻圓極化共孔徑UHF/UWBRFID讀寫器天線，其實物結(jié)構(gòu)如圖1.4(b)所示。(a)(b)圖1.4國外超高頻與其他通信系統(tǒng)所用頻段的雙頻頻段共用天線研究(a)一種應(yīng)用于通用UHFRFID手持讀寫器和GPS的緊湊型寬帶雙頻圓極化天線[28]；(b)一種雙頻圓極化共孔徑UHF/UWBRFID讀寫器天線[29]

【參考文獻】：
期刊論文
[1]用于超高頻射頻識別的小型寬帶高定向天線[J]. 傅世強,熊昂宇,陳韋寧,房少軍.  系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2020(05)
[2]一種新型寬帶雙頻段圓極化RFID讀寫天線[J]. 常宇佳,劉強,李國林,杜廣星,湯湘干.  微波學報. 2020(02)
[3]一款圓極化RFID天線的設(shè)計[J]. 羅韋,張海月,張謝馥.  河南科技. 2019(28)
[4]新型小型化雙頻RFID微帶天線設(shè)計[J]. 南敬昌,吳煒圣.  電子元件與材料. 2019(07)
[5]一種共面波導(dǎo)饋電的圓極化天線的設(shè)計[J]. 王麗黎,雷蘭,楊海龍,陳丹.  微波學報. 2018(03)
[6]超高頻RFID系統(tǒng)的寬帶圓極化微帶天線優(yōu)化設(shè)計[J]. 傅世強,鐘華華,李嬋娟.  現(xiàn)代電子技術(shù). 2018(09)
[7]一種新型圓極化UHF通用型RFID讀寫器天線[J]. 郝宏剛,陳海雷,葉洪鋼.  電子器件. 2018(01)
[8]基于電容加載的UHF-RFID近場長天線設(shè)計[J]. 鄭景明,劉文娟,楊壯觀,劉雪松,張啟帆,楊陽,何小祥.  南京航空航天大學學報. 2017(06)
[9]超高頻RFID小型化讀寫器天線設(shè)計[J]. 南敬昌,李鋒,李蕾.  微波學報. 2017(03)
[10]一種RFID雙頻微帶天線的設(shè)計[J]. 王遠洋,崔煒,趙爽,李興廣,陳磊.  微波學報. 2017(02)

博士論文
[1]移動通信系統(tǒng)中的終端及車載天線的研究與設(shè)計[D]. 劉桂鳳.西安電子科技大學 2018
[2]超寬帶天線與相控陣天線系統(tǒng)研究[D]. 樊芳芳.西安電子科技大學 2011

碩士論文
[1]圓極化天線的研究與設(shè)計[D]. 王彬.華南理工大學 2018
[2]RFID寬帶小型化天線的研究與設(shè)計[D]. 辛永豪.西南交通大學 2017
[3]RFID讀寫器微帶天線的研究[D]. 王遠洋.長春理工大學 2017
[4]UHF頻段遠近場RFID閱讀器天線研究[D]. 項慧玲.南京理工大學 2015
[5]超高頻RFID讀寫器的程序設(shè)計與小型天線設(shè)計[D]. 王華.北京郵電大學 2011
[6]礦用RFID天線的設(shè)計與研究[D]. 曹磊.江蘇大學 2010
[7]高速運動條件下的RFID天線研究[D]. 孫博.哈爾濱工業(yè)大學 2006



本文編號：3414541