本文關(guān)鍵詞：UHF近場RFID閱讀器天線研究

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【摘要】：射頻識別(Radio Frequency Identification,簡稱RFID)是一種利用射頻信號實(shí)現(xiàn)非接觸式通信的自動(dòng)識別技術(shù)。近年來,隨著微電子工藝、集成電路和信息安全等技術(shù)的飛速發(fā)展,RFID技術(shù)逐漸擺脫高成本的阻礙,目前已被廣泛應(yīng)用于食品安全檢測、醫(yī)藥監(jiān)管、供應(yīng)鏈管理和零售業(yè)等眾多領(lǐng)域。超高頻(Ultra-High Frequency,UHF)近場RFID系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的快速傳輸,同時(shí)在復(fù)雜環(huán)境下仍具有良好的性能。因此,UHF近場RFID系統(tǒng)在單品級物品識別方面具有廣闊的應(yīng)用前景。本文設(shè)計(jì)并制作了三款新型的UHF近場RFID閱讀器天線,主要研究成果如下:1、將RFID系統(tǒng)集成到手持設(shè)備中,要求RFID天線具有低功耗、低剖面、尺寸適中的特點(diǎn)。本文設(shè)計(jì)了一款基于分段耦合線的寬帶UHF近場RFID閱讀器天線。這款天線的尺寸為90×77×1mm3,結(jié)構(gòu)緊湊。實(shí)測阻抗帶寬達(dá)到140MHz,完全覆蓋了整個(gè)UHF RFID頻段,當(dāng)輸入功率為30dBm時(shí),天線的最大標(biāo)簽讀取距離達(dá)到155mm,100%標(biāo)簽讀取率高度為115mm。通過調(diào)整天線部分參數(shù)的值,可得到具有不同標(biāo)簽感應(yīng)面積的寬帶近場天線。2、大尺寸的UHF近場天線是RFID領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。本文提出了一款基于微帶縫隙結(jié)構(gòu)的UHF近場RFID閱讀器天線。該天線將微帶線分段形成互相耦合的線段,然后在金屬地板上開槽和縫隙,實(shí)現(xiàn)了較寬的阻抗帶寬和分布均勻的近場磁場。測試結(jié)果表明這款天線的-10dB阻抗頻帶為850-970MHz,當(dāng)輸入功率為30dBm時(shí),天線的最大標(biāo)簽讀取距離為120mm,距離天線表面20mm的高度上標(biāo)簽讀取面積為160×160mm2。3、多頻RFID天線能夠使RFID系統(tǒng)適用于不同的工作場景。本文基于耦合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了一款可用于近場與遠(yuǎn)場的小型化三頻RFID閱讀器天線。該天線尺寸為40×40×0.8mm3,包括三個(gè)耦合單元:一段彎折線、一個(gè)倒L形結(jié)構(gòu)和一個(gè)U形結(jié)構(gòu)。在920-925MHz和2.4-2.48GHz的RFID頻段內(nèi),天線能同時(shí)工作在遠(yuǎn)場和近場,而在5.8-5.875GHz的頻段內(nèi),天線具有良好的遠(yuǎn)場輻射性能。
【關(guān)鍵詞】：射頻識別 手持式閱讀器 近場天線 多頻天線
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP391.44;TN821
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 研究背景與意義9-10
• 1.2 研究現(xiàn)狀10-13
• 1.3 論文的主要研究內(nèi)容13-15
• 第二章 RFID系統(tǒng)簡介15-21
• 2.1 RFID系統(tǒng)的組成與頻段劃分15-17
• 2.2 UHF近場RFID系統(tǒng)電磁特性分析17-19
• 2.3 UHF近場RFID系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)形式19-20
• 2.4 本章小結(jié)20-21
• 第三章 用于手持設(shè)備的UHF近場RFID閱讀器天線21-37
• 3.1 引言21-22
• 3.2 天線設(shè)計(jì)與分析22-27
• 3.2.1 天線結(jié)構(gòu)22-23
• 3.2.2 參數(shù)分析與仿真結(jié)果23-27
• 3.3 寬頻帶天線設(shè)計(jì)27-33
• 3.3.1 寬頻帶天線結(jié)構(gòu)27-28
• 3.3.2 寬頻帶天線性能分析與仿真結(jié)果28-30
• 3.3.3 不同尺寸下的天線性能分析30-33
• 3.4 天線測試結(jié)果及分析33-36
• 3.5 本章小結(jié)36-37
• 第四章 基于微帶縫隙結(jié)構(gòu)的UHF近場RFID閱讀器天線37-49
• 4.1 引言37-38
• 4.2 天線設(shè)計(jì)與分析38-43
• 4.2.1 天線結(jié)構(gòu)38-39
• 4.2.2 天線仿真結(jié)果與分析39-43
• 4.3 尺寸縮減后的天線設(shè)計(jì)43-45
• 4.4 天線測試結(jié)果及分析45-48
• 4.5 本章小結(jié)48-49
• 第五章 用于近場與遠(yuǎn)場的小型化三頻RFID閱讀器天線49-58
• 5.1 引言49-50
• 5.2 天線設(shè)計(jì)與分析50-54
• 5.2.1 天線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)50-51
• 5.2.2 仿真結(jié)果與分析51-54
• 5.3 天線測試結(jié)果與分析54-57
• 5.4 本章小結(jié)57-58
• 總結(jié)與展望58-60
• 參考文獻(xiàn)60-65
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果65-66
• 致謝66-67
• 答辯委員會(huì)對論文的評定意見67

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