RFID标签天线的研究现状及热点问题探讨

本文从介绍RFID系统的基本原理开始,分析了RFID标签天线对于整个RFID系统的重要性,总结了RFID标签天线的设计要求以及近期国内外对各类别标签天线的研究状况,根据其设计原理提出改进思想,最后探讨并分析了近期标签天线的设计热点.     

液体对超高频RFID标签性能影响研究

超高频RFID标签受环境,尤其是液体的影响很大.通过理论分析结合实验测试,研究了液体对超高频RFID标签的影响.使用RFID系统测试平台测试了液体环境下标签性能参数的变化,并基于电磁场仿真软件HF-SS Ansoft做了仿真研究.结果表明,RFID系统附近的液体能吸收电磁波,使标签天线辐射效率降低,同时引起天线失谐.     

超高频射频识别小间隔双标签天线增益特性研究

该文针对超高频射频识别(UHF RFID)标签自身参数和标签间互相耦合对标签天线增益的影响,推导了相应的理论模型。首先从辐射场的角度将标签等效为带集总负载的对称振子天线,然后基于对称振子天线阵列的理论建立了小间隔双标签天线增益的简化模型,并对密集多标签应用场合进行了简单拓展,仿真研究验证了所建模型的有效性。最后对增益的方向性和辐射效率进行了研究,研究结果对密集标签的性能研究具有一定的指导意义。     

标签天线弯曲对射频识别系统性能影响的研究

探讨了工作在微波段的无源射频识别(Radio frequencyIdentification, RFID)系统中标签天线的弧形弯曲对RFID系统性能的影响。分析比较了几种典型的半波振子标签线天线弧形弯曲的情况。通过理论分析确立标签天线的方向系数与输入阻抗为RFID系统性能的主要影响因子。弯曲振子天线特性参数由线天线分析软件NEC WinBasic数值模拟得到。分析结果表明,标签天线的弧形弯曲使得无源RFID系统的工作距离明显变短。因此,为避免此类问题有必要在RFID系统中考虑对于弯曲具有低敏感性的天线结构。     

基于BiLSTM代理模型的RFID标签天线快速多目标设计

为快速完成超高频(UHF)标签天线多目标设计,构建了基于双向长短期记忆(BiLSTM)神经网络的新型天线性能预测代理模型,并使用带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-II)配合静态惩罚对RFID标签天线进行多目标寻优。首先按照RFID标签天线延伸的趋势将天线结构序列化并依次输入BiLSTM网络结构,结合响应集训练出适用于RFID标签天线的代理模型。进一步地,为最大程度搜索可行域内,尤其是可行域边界的所有标签天线形式,在NSGA-II算法中引入静态惩罚,最终完成RFID标签天线低回波损耗、小型化、宽频带的多目标快速设计。设计实例表明,该方法在超高频RFID标签天线领域的预测精度、计算代价等方面综合表现优于现有天线设计方法,具有适用性和实用价值。     

基于LTCC技术的UHF RFID标签天线设计

RFID标签天线的性能直接影响到整个系统的性能.传统制作方法及偶极子结构使天线在尺寸、增益等重要指标上很难有所突破.依据所涉及的UHF RFID系统的设计参数要求和标签天线高性能、小尺寸的目标,提出了一种基于LTCC技术的新型片式天线结构.它由两层嵌入在LTCC基板中的金属线构成,平面尺寸仅为0.89 cm×1.018 cm.测试结果证明,天线性能达到设计要求.此外,该天线具有全向性好,性能稳定等优点.LTCC技术也为实现UHF RFID标签的全集成化奠定了基础.     

密集布放环境下的标签互阻设计方法

在密集布放环境中,超高频射频识别标签(UHF RFID)会受到相邻标签的干扰产生互阻抗,导致读取率下降。基于二端口网络和八木阵列天线的理论,该文分析天线结构与互阻抗的关系,并解释标签天线传输系数和增益的变化原因。进而提出一种密集布放环境中的标签互阻设计方法。仿真和测试结果表明,新标签不仅单一性能良好,且互相间的干扰小,适用于多标签密集布放环境中的射频识别系统。     

超高频RFID标签天线设计技术与优化实践

根据国家863计划“先进制造技术领域射频识别(RFID)技术与应用重大项目”2006年度相应课题要求,本文通过讨论被动式射频识别标签,并基于一个实用的应用对象的UHF标签天线设计方案的仓库贷箱跟踪应用,研究不同电介特性、机械特性等因素对标签天线性能的影响,以及不同应用背景的标签天线结构,标签天线的等效电路模型及其模型参数的提取方法、设计要求等,归纳出一个一般的设计处理和测量技术,为RFID标签天线结构优化、快速设计提供技术支撑;以及通过研究天线的电磁场建模及快速求解算法,标签天线的校准和测试方法,提出标签天线的匹配特性和方向图测试方案,为RFID标签天线设计和大批量生产提供验证手段。     

无源超高频抗金属标签天线设计方法综述

射频识别( RFID)技术的不断发展,对标签天线提出了更高的要求。普通标签天线直接应用于金属表面时,由于受到金属边界的影响,其性能会出现一定程度的下降。详细介绍了4种无源超高频抗金属标签天线的设计方法,包括调整天线与金属面的间距、采用吸波材料、引入高阻抗表面基板、采用平面倒F天线( PIFA)或微带天线结构,并分析了每种方法的优缺点及其对标签天线的阻抗匹配、带宽、尺寸、识别距离以及成本等方面的影响。微带贴片天线不仅具有低剖面、高方向性等优点,而且含有金属接地板,常用作抗金属标签天线的设计原型。在抗金属标签天线的设计与实际应用中,研究者可针对具体要求灵活运用这些设计方法。     

采用开路线馈电结构的宽带超高频RFID标签天线

用于金属物体的标签天线一直是RFID标签天线研究的热点和难点,文章提出了一种低剖面的宽带超高频RFID标签天线,介绍了该天线的结构,对天线传输线模型进行了研究,最后对天线进行了仿真分析。该天线半功率带宽覆盖了超高频RFID系统的整个频段,隆低了制作成本。     

UHF频段无源RFID标签阅读距离影响因素分析

在物品识别领域,RFID技术应用的快速发展对RFID标签的读出距离不断提出新的要求.通过对增加UHF900 MHz频段无源电子标签阅读距离的主要方法的研究,着重从电子标签设计中的如下几个要素进行了探讨:天线及标签芯片阻抗匹配、天线及标签芯片的品质因数以及标签基底材料的选择.     

射频识别动态定位方法

提出一种新型的通过参考标签和移动RFID射频读写器进行定位的方法。该定位方法的主要优点是不需要记录任何测量信息如TOA、RSSI等,而是通过移动读写器,不断对目标标签和参考标签进行读取,经椭圆还原算法对读区域进行还原,最终以交集计算实现定位。该方法思路简单,但实现了较高精度的RFID室内定位。实验结果表明,该定位方法的精度可在最小的参考标签单元格内（可到达数十厘米级）。同时建立的原型定位系统具有成本低、易于部署等特点,存在应用于大规模RFID仓储定位管理的可行性。     

可贴敷于人体的RFID 标签天线设计

设计了一款可贴敷于人体的超高频(UHF)射频识别(RFID)标签天线,该天线由矩形辐射单元、环形 馈电和匹配网络组成,其总体尺寸为54. 3 mm×40 mm×0. 8 mm。分析了人体不同部位、天线与人体间距以及天线自 身结构变化对天线辐射性能的影响。通过调节环形馈电和匹配网络尺寸可以实现天线与芯片之间的阻抗共轭匹 配。样品测试结果与仿真结果比较吻合,当标签天线贴敷在人体背部时,实际测量的最大读取距离可达4. 9 m。     

RFID电子标签关键技术的应用与发展

从RFID的基本原理出发,介绍了电子标签的关键技术,包括芯片、天线设计、封装和标签技术的应用。针对设计热点及国内外研究现状,总结了电子标签的发展趋势,提出了我国当前应用和发展电子标签的基本对策。     

An improved anti‐collision protocol for radio frequency identification tag

Many anti‐collision protocols have been proposed at present. Almost all known protocols exhibit an overall identification efficiency smaller than 50%. And all of them are proposed for general purpose applications and do not consider the distribution characteristic of tag IDs in different radio frequency identification (RFID) systems. In real world, there are many RFID systems, in which the tag IDs are mostly distributed continuously, such as in container terminals, warehouse management, supply chain management, and so on. This paper presents an efficient anti‐collision protocol, named improved collision tree protocol (ICT), to identify RFID tags simultaneously. The main novelties of this paper include that the duality and certainty principle is introduced and used in ICT to improve the tag identification efficiency, and the continuous and partially continuous distributions of tag IDs are taken into account in this paper. Both the theoretical and experimental results indicate that ICT improves the tag identification efficiency up to 100% when the tag IDs are distributed continuously, and always above 50% even when the tag IDs are distributed uniformly. For straightforward and efficient, ICT can be used in various RFID tag identification conditions, especially when the tag IDs are distributed continuously or partially continuously. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

Design of wideband RFID tag antenna for metallic surfaces

A low-cost wideband antenna for radio frequency identification (RFID) tags mountable on metallic surfaces is presented. A novel proximity-coupled feed structure, in which the direction of the microstrip feedline is orthogonal to that of the resonant length of the radiating patch, is explored to perform simple and wideband impedance matching between an antenna and a tag chip without any additional matching networks. The proposed design is verified by simulation and measurement, which show good agreement.     

用于金属表面的UHF RFID标签天线优化设计

UHF RFID 标签天线置于金属表面会引起阻抗变化以及阻抗失配,因此为了减小金属表面的影响,提出一种用于金属表面的UHF RFID 标签天线阻抗匹配优化设计方法。首先在折叠偶极子天线臂上附加短路段来调整标签天线的输入阻抗,通过粗略调节短路段的位置使天线和RFID 标签芯片在金属表面达到阻抗的基本匹配,然后利用遗传算法优化得到天线最优的长度、宽度和短路段位置,使天线和RFID 标签芯片在金属表面达到准确的阻抗匹配。所设计天线阻抗及方向图的仿真和测试结果表明该优化设计方法能够使RFID 标签天线在金属表面正常工作。