基于LABVIEW的射频标签天线阻抗测量研究

论文摘要

测量对科学的发展是非常重要和必需的,甚至可以说没有测量就没有科学。众所周知在电信号的直流或低频段,电压、电流是电信号的基本被测参量,而在射频段的应用技术中射频标签阻抗测量像电压测量一样重要。随着射频识别技术的飞速发展,对射频标签阻抗准确测量的要求也越来越高。本文正是根据标签阻抗测量的重要性,主要研究和实现了基于LabVIEW的高精度、易测试的射频标签阻抗测量。(1)通过分析射频识别技术的发展和研究现状,以及UHF频段的RFID原理,指出了射频标签阻抗测量的重要性及本课题的研究理念。(2)详细介绍了虚拟仪器的概念与特点、发展与演变、构建技术。并对LabVIEW开发平台进行深入的研究和探讨,其中包括了图形化编程语言、VI (VirtualInstrument)的概念、LabVIEW软件的特点以及LabVIEW程序设计的一般过程。(3)从天线的辐射场特性出发,给出了反射调制式RFID系统应用的条件,即天线的远场工作条件。系统阐述了阻抗、极化方式和方向性系数等若干天线参数的概念。探讨了微带天线的基本理论和传输线分析方法。研究了射频标签的工作原理。(4)提出了一种测量射频标签阻抗方法,它是通过匹配网络来实现,使标签内部阻抗和负载阻抗匹配,在已知负载阻抗的前提下,确定匹配网络系数,从而算出标签内部阻抗。接着设计了用LabVIEW来实现匹配构成的阻抗测量电路,并对它的各个组成部分如相位差计和幅度比较器等进行详细的分析。最后对总电路进行仿真分析。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 射频识别技术的历史与现状
• 1.2 UHF 频段的RFID 原理简介
• 1.3 新问题的提出
• 1.4 本文主要研究内容
• 第2章 虚拟仪器及 LabVIEW
• 2.1 虚拟仪器
• 2.1.1 虚拟仪器的概念和特点
• 2.1.2 虚拟仪器的发展与演变
• 2.1.3 虚拟仪器的构建技术
• 2.2 LabVIEW 开发平台介绍
• 2.2.1 LabVIEW 简介
• 2.2.2 图形化编程语言
• 2.2.3 VI（Virtual Instrument）的概念
• 2.2.4 LabVIEW 软件的特点
• 2.2.5 LabVIEW 程序设计的一般过程
• 2.3 小结
• 第3章 天线基本理论
• 3.1 引言
• 3.2 天线基础
• 3.2.1 天线的辐射场
• 3.2.2 天线的阻抗
• 3.2.3 天线的极化
• 3.2.4 天线的方向性系数
• 3.3 微带天线
• 3.3.1 微带天线简介
• 3.3.2 传输线分析方法
• 3.3 射频标签工作原理
• 第4章 基于 LabVIEW 射频标签阻抗测量电路设计
• 4.1 阻抗测量的一般方法
• 4.1.1 测量线法
• 4.1.2 扫频长线法
• 4.2 阻抗匹配的工作原理
• 4.3 射频阻抗匹配电路的调整原理
• 4.4 射频标签阻抗测量电路的整体方案
• 4.4.1 用FFT 实现相位差θ
• 4.4.2 幅度比较器及其仿真图
• 1和C₂ 循环结构'>4.4.3 确定的C₁和C₂循环结构
• 4.5 电路的整体结构及其仿真
• 4.6 小结
• 总结与展望
• 参考文献
• 附录Ａ 攻读学位期间所发表的学术论文目录
• 致谢