【摘要】：射頻識別(Radio Frequency Identification, RFID)技術(shù)是一種非接觸型的自動識別技術(shù),它能通過無線射頻信號實現(xiàn)目標(biāo)識別和相關(guān)的數(shù)據(jù)采集。在一個典型的RFID系統(tǒng)中,天線是一個重要組成部分,它的性能極大地影響了整個RFID系統(tǒng)的讀取范圍和誤碼率等性能指標(biāo)。RFID應(yīng)用的快速發(fā)展對RFID天線提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)和要求,如小型化天線、新型加工、多頻段等。本文圍繞RFID系統(tǒng)中的天線部分,以天線和微波電路相關(guān)理論為基礎(chǔ)對標(biāo)簽天線、閱讀器天線以及新型RFID加工方法進行了研究,主要研究工作和創(chuàng)新點可歸納為：1)采用傳統(tǒng)加工方式,設(shè)計并測試了超高頻抗金屬RFID標(biāo)簽天線及水平全向RFID標(biāo)簽天線。設(shè)計了抗金屬RFID天線虛部阻抗可微調(diào)的阻抗匹配結(jié)構(gòu),使得該天線可以在一定尺寸變化范圍內(nèi)快速重新實現(xiàn)阻抗的共軛匹配；建立了感性耦合饋電的小型化電容加載環(huán)天線的等效電路,在此基礎(chǔ)上對天線的工作頻率、阻抗匹配進行分析,并總結(jié)了天線的設(shè)計流程。2)采用新型加工方式,設(shè)計并加工了兩款特殊結(jié)構(gòu)RFID標(biāo)簽天線。分別是采用噴墨印刷技術(shù)加工的微流控頻譜編碼無芯RFID標(biāo)簽天線以及采用3D與噴墨印刷技術(shù)結(jié)合的紐扣型RFID標(biāo)簽天線：微流控管道頻譜編碼無芯RFID標(biāo)簽天線是在傳統(tǒng)的多諧振結(jié)構(gòu)中加入微流控管道,管道中液體的加入與排空可以對諧振器的諧振頻率進行調(diào)控,從而實現(xiàn)基于頻譜特性的實時編碼；紐扣型RFID標(biāo)簽天線不同于傳統(tǒng)的平面結(jié)構(gòu)RFID天線,該天線與基底均為三維立體結(jié)構(gòu),采用3D打印與噴墨印刷相結(jié)合的加工方式,具有尺寸小、便攜、易集成且精確度高等諸多優(yōu)點。3)針對已知標(biāo)簽分布情況的RFID應(yīng)用場合,設(shè)計了一種具有高定向性的線極化RFID手持式閱讀器天線。以傳統(tǒng)經(jīng)典高定向天線莫克森(Moxon)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),通過改進饋電方式以及增加反射強度得到適用于RFID手持式閱讀器的小型高定向閱讀器天線,在縮減天線尺寸的同時大大增加了天線的前后比,并總結(jié)了該類型天線的一般設(shè)計流程。
[Abstract]:Radio frequency identification (Radio Frequency Identification, RFID) is a non-contact automatic identification technology. It can realize target identification and related data acquisition through radio frequency signal. In a typical RFID system, antenna is an important part. Its performance greatly affects the read range and bit error rate of the whole RFID system. The rapid development of RFID applications puts forward higher standards and requirements for the RFID antenna. Such as miniaturized antenna, new processing, multi-band and so on. Based on the theory of antenna and microwave circuit, the antenna, reader antenna and new processing method of RFID in RFID system are studied in this paper. The main research work and innovations can be summarized as follows: 1) the UHF metal RFID tag antenna and the horizontal omnidirectional RFID tag antenna are designed and tested by the traditional processing method. The impedance matching structure of the metal RFID antenna is designed, which can adjust the impedance of the virtual part of the antenna, so that the conjugate matching of the impedance can be quickly rerealized in a certain range of dimensions. The equivalent circuit of a miniaturized capacitive loaded loop antenna with inductively coupled feed is established. On this basis, the working frequency and impedance matching of the antenna are analyzed, and the design flow of the antenna is summarized. 2) A new processing method is adopted. Two special structure RFID tag antennas are designed and fabricated. They are microfluidic spectrum coded coreless RFID tag antennas fabricated by inkjet printing technology and button-type RFID tag antennas using 3D and inkjet printing technology. The microfluidic pipeline spectrum coding coreless RFID tag antennas are used in the Microfluidic pipe is added to the traditional multi-resonance structure. The resonant frequency of the resonator can be adjusted by adding and emptying the liquid in the pipeline, thus realizing the real-time coding based on the spectrum characteristics. The button-type RFID tag antenna is different from the traditional planar structure RFID antenna. The antenna and the substrate are both three-dimensional structure. It adopts the processing method of combining 3D printing and inkjet printing. It has small size and portable size. There are many advantages such as easy integration and high accuracy. 3) for the RFID applications where the distribution of tags is known, a wire-polarized RFID hand-held antenna with high orientation is designed. Based on the traditional high directional antenna (Mokson (Moxon) structure, a small high directional reader antenna suitable for RFID hand-held reader is obtained by improving the feed mode and increasing the reflection intensity. At the same time, the antenna size is reduced and the antenna ratio is increased greatly, and the general design flow of the antenna is summarized.
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN822;TP391.44

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