RFID（射频电子标签）天线的小型化

论文摘要

RFID(Radio Frequency Identification)射频电子标签技术是一种非接触的自动识别技术,它是将信息在RFID卡(也称作电子标签)上进行编码,再将此标签粘贴在需要被识别或者追踪的物品上,在物品移动时就能实现对该物品的跟踪,形成“流动数据库”。RFID技术具有可靠性高、保密性强、方便快捷等特点。此外,由于它的数据容量大,并可以对标签数据进行更改和加密,同时能够实现非视距扫描,因此在货物采购与分配、商业贸易、生产制造、防伪技术、识别技术和医学应用等领域中,具有巨大的发展和应用潜力。这使得作为RFID系统关键部件的天线的设计和研究变得十分紧要和迫切。实际上,RFID天线技术的发展对RFID技术的成熟和广泛应用具有理论意义和实用价值。本文首先详细地介绍了RFID系统的工作原理和分类,说明了RFID天线的设计指标,对可采用的天线形式进行了讨论。而后简单介绍了天线原理,并对其中的微带天线原理和环形天线原理进行了详细的阐述。重点介绍了分析与设计微带贴片天线的方法、数值计算软件,并对HFSS有限元方法进行具体介绍。最后,根据上述理论提出两种小型化天线结构,分别是微波波段的微带天线和UHF波段的环形天线,在HFSS软件中进行设计、仿真,加工出天线实物,并对其进行了测量,结果表明此天线性能满足要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景及意义
• 1.2 研究现状与进展
• 1.3 论文主要工作及内容安排
• 第二章 RFID 系统
• 2.1 RFID 系统简介
• 2.2 RFID 系统分类
• 2.3 RFID 天线的主要性能指标
• 2.4 工作频率和典型应用
• 2.5 微波RFID 系统的典型应用
• 2.6 设计要点
• 2.7 目前的难题
• 2.8 相关规范及标准
• 第三章 天线基本理论
• 3.1 天线理论
• 3.1.1 天线的辐射场
• 3.1.2 天线的阻抗
• 3.1.3 天线的极化
• 3.1.4 天线的方向性系数
• 3.2 微带线理论
• 3.2.1 微带线结构
• 3.2.2 微带线基本特性参数
• 3.2.3 微带线的损耗
• 3.2.4 表面波
• 3.3 微带天线
• 3.3.1 微带天线简介
• 3.3.2 微带天线的优缺点
• 3.4 微带贴片天线分析与设计
• 3.4.1 微带天线的辐射场
• 3.4.2 微带天线的馈电方法
• 3.4.3 介质基片的选取
• 3.4.4 贴片宽度W 的选取
• 3.4.5 频带宽度BW
• 3.4.6 方向性系数、增益和效率
• 3.5 PCB 环形天线理论
• 3.6 天线设计中的数值值计算软件介绍
• 3.7 HFSS 有限元介绍
• 3.7.1 三维支配方程和变分公式
• 3.7.2 三维离散单元
• 3.7.3 单元插值
• 3.7.4 有限元方程组的建立和求解
• 第四章 标签天线的设计
• 4.1 一种2.45GHz 微带贴片天线
• 4.2 一种920MHz 的环形RFID 天线
• 第五章 结束语
• 致谢
• 参考文献