射频识别（RFID）系统中天线的优化设计

论文摘要

无线射频识别技术（Radio Frequency Idenfication,RFID）是一种利用无线射频方式进行非接触信息通讯的自动识别技术,具有数据容量大,使用寿命长,较强的环境适应力,可实现无线远距离识别和高速运动下识别等突出的优点,已成为自动识别领域的热点研究方向,是21世纪十大重要技术之一。目前在超高频和微波频段的RFID技术发展很快,因此RFID天线的设计及其优化非常重要。本文首先对RFID系统的天线作了研究,介绍了RFID的相关知识,阐述了RFID天线设计的重要性,及其工作原理。然后着重说明了微带贴片天线的基础理论,并在其后设计一款超高频的微带贴片天线。其次本文对工作在超高频频段的微带贴片天线进行了研究,对微带贴片天线基板的厚度,介电常数,贴片的长度和宽度等参数对天线谐振频率的影响进行了分析,最后设计出一款同轴微带贴片天线,仿真结果该天线具有良好的性能,回波损耗-10db,谐振频率915MHZ,频带宽度12MHZ,增益达到7.5db。该天线结构简单,易于制造,非常适用于RFID超高频天线。再次本文针对快速,准确的设计RFID天线的要求,根据天线结构参数对其性能的影响,采用BP神经网络建立天线设计模型,通过两种优化算法GA（遗传算法）和PSO（粒子群算法）对BP神经网络进行优化,找出一种合适的优化方式。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1-1 课题的研究背景及意义
• 1-2 国内外的研究现状
• 1-3 论文的主要工作及内容安排
• 第二章 RFID 系统简介
• 2-1 RFID 技术发展历史
• 2-2 RFID 系统的特点
• 2-3 RFID 系统工作原理
• 2-4 RFID 系统的分类
• 2-4-1 根据系统工作频率分类
• 2-4-2 根据天线的工作方式分类
• 2-4-3 根据耦合方式分类
• 第三章 微带天线技术研究
• 3-1 微带天线的基本工作原理
• 3-1-1 微带天线的辐射机理
• 3-1-2 辐射场
• 3-1-3 谐振频率和输入阻抗
• 3-1-4 微带天线的分类
• 3-2 微带天线的分析方法
• 3-2-1 传输线模型
• 3-2-2 空腔理论模型
• 3-2-3 HFSS 有限元法
• 3-3 微带天线的主要参数
• 3-3-1 方向图
• 3-3-2 天线效率
• 3-3-3 增益
• 3-3-4 频带宽度
• 3-3-5 回波损耗
• 3-3-6 电压驻波比
• 3-4 微带贴片天线的结构
• 3-5 微带天线的馈电方法
• 3-5-1 微带线馈电
• 3-5-2 同轴馈电
• 3-5-3 电磁耦合馈电
• 第四章 矩形微带贴片天线的设计及其优化
• 4-1 矩形微带贴片天线的设计
• 4-1-1 介质基片
• 4-1-2 贴片宽度
• 4-1-3 贴片长度
• 4-1-4 馈电方式
• 4-1-5 实例仿真设计
• 4-2 优化算法及建模
• 4-2-1 人工神经网络和BP 算法
• 4-2-2 基本BP 神经网络建模
• 4-2-3 GA-BP 神经网络建模
• 4-2-4 PSO-BP 神经网络建模
• 4-3 优化结果及分析
• 第五章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间所取得的相关科研成果