应用于近场通信(NFC)的NiCuZn铁氧体材料制备与表征

采用传统陶瓷工艺制备了NiCuZn系铁氧体材料。采用流延法制备了长宽为125×125mm、厚度为50~200μm的NiCuZn铁氧体薄片。测试了铁氧体材料的微观形貌与磁导率谱,研究了材料微观形貌对材料的谐振频率的影响,讨论了Zn含量对材料的磁导率与谐振频率的影响,探讨了当铁氧体薄片应用于射频识别(RFID)系统时,铁氧体薄片的磁参数对可读写距离的影响,分析了应用不同材料可读写距离存在差异的原因。研究表明,材料的晶粒大部分处于单畴状态时有利于提高材料的谐振频率;随着Zn含量的减小,材料的磁导率逐渐降低、谐振频率逐渐增高。在磁导率虚部较小时,可读写距离与磁导率实部近似成正比。     

应用于近场通信的高磁导率NiCuZn铁氧体材料

针对近场通信(NFC)应用,通过改变材料中的Bi2O3含量和二磨后粉体活性,开发了一种高性能的Ni Cu Zn铁氧体材料。使用流延法制备长宽为125×125mm、厚度为100μm的铁氧体薄片。观察、测试了铁氧体材料的微观形貌、磁导率频谱以及铁氧体薄片的可读写距离。结果表明,铁氧体薄片的使用性能与铁氧体材料在13.56MHz时磁导率实部μ'、虚部μ"的值有关。通过改变材料中Bi2O3含量以及二磨后粉体活性,可获得致密度高、晶粒细小均匀,低频下μ'较高、μ"较低的铁氧体材料。在13.56MHz时磁导率实部μ'高于150,虚部μ"低于5。插入该铁氧体薄片后RFID天线紧贴金属的情况下可读写距离可以恢复到原始读写距离的80%。     

柔性Co2Z铁氧体基板对UHF-RFID标签天线抗金属特性的影响

针对UHF-RFID标签天线在金属环境下镜像电流产生的电磁场与入射波相消，导致天线谐振频点偏移而无法正常读取的问题，利用Co₂Z铁氧体在UHF频段高磁导率、低介电/磁损耗的特性，采用在柔性天线基板中填充Co₂Z铁氧体的方法设计抗金属天线。通过改变电磁场传播方向的方式以削减金属表面反射波与入射波的相消作用，进而减小天线回波S11参数吸收峰频率偏移。仿真结果表明：采用Co₂Z铁氧体作为天线柔性基板的填充材料，天线谐振频点移至904 MHz，并提升工作带宽至350 MHz，有效消除金属环境对天线的不利影响。     

小型蓝牙标签天线的仿真设计

小型标签 RFID芯片的工作频率为13.56 MHz,本文主要设计了小型蓝牙标签的天线,该天线采用电感耦合的形式。用 ANSYS公司的电磁仿真软件 HFSS对小型标签天线的各种形状,厚度,层数,圈数的场强进行仿真分析和比较,做好线圈的电感匹配,并查看天线的 S参数使其频率在13.56 MHz时有较好的谐振,设计出了满足在小型标签中尺寸小,抗干扰性能强的天线,使其在13.56 MHz 时具有最好的传输性能。最后将天线安装在 RFID 芯片上后进行封装,得到成本低,实用性强,应用广泛的小型标签。结果测得标签的最远读取距离为35 cm。     

共形于石油管套壁的UHF频段RFID抗金属标签天线设计

设计并制作测试了一款半环形平面倒F(PIFA)结构的抗金属超高频射频识别(UHF RFID)电子标签天线.分析了电感耦合馈电结构中馈电环的大小和馈电环和辐射体之间的距离对标签天线阻抗的影响.研究表明,随着馈电环尺寸增大,阻抗逐渐减小;随着馈电环和辐射体之间的距离增大,阻抗逐渐增大.根据仿真结果确定了标签天线的各个参数值,进而制作标签天线.分析测试了实物的阻抗及最大读取距离.阻抗的测试值在915 MHz下为(17.8+186j)Ω,与仿真值(18.1+182j)Ω吻合较好,标签的最大读取距离为4.2 m,接近于理论数据5.7 m.实测值S11<-3 dB的频带范围约为885～933 MHz,可以同时应用于中国UHF RFID的频段920～925 MHz以及北美UHF RFID的频段902～928 MHz,符合应用要求.     

NiCuZn铁氧体磁片在NFC天线中的应用及仿真分析

采用线圈式结构设计了近场通信(NFC)天线,并将NiCuZn铁氧体柔性磁片应用于NFC天线系统。利用HFSS仿真软件,研究了天线介质基板厚度、线圈走线宽度、铜线间距以及柔性磁片等对天线回波损耗、谐振频率以及磁场分布的影响。结果表明,天线的走线宽度、走线间距、介质板厚度等参数会影响天线的输入阻抗从而改变谐振频率,最佳的基板厚度0.8 mm、走线宽度a=0.5 mm、走线间距b=1 mm;金属片会导致NFC天线谐振频率偏移,而NiCuZn铁氧体柔性磁片能有效防止金属对天线磁场的干扰以及谐振频率偏移。     

准平面化微带环行器优化设计与仿真

采用HFSS仿真软件优化设计了一款准平面化微带环行器,探究铁氧体基板厚度h、中心圆盘半径R以及大小Y结尺寸对环行器性能的影响.结果表明,厚度h和半径R影响铁氧体与电磁波的耦合强度以及环行器的端口阻抗匹配,随着厚度h的增大,环行器的中心频率f0先增高后降低;同时增大半径R会降低"+"模和"–"模的谐振频率,使环行器的中心频率f0移向低频;采用 λg/4波长变换器作为大Y结,回波损耗|S11|和隔离度|S12|随着大Y结长度LY或宽度WY的增加均呈现先增大后减小的趋势,中心频率f0会随着大Y结长度LY的增加或宽度WY的减小逐渐向低频移动;采用双Y结可增大环行器的带宽,与小Y结的长度LY不同,宽度WY对中心频率f0影响不大,同时减小小Y结的尺寸可降低插入损耗|S21|,增大回波损耗|S11|和隔离度|S12|.     

频率搅拌嵌套混响室法箱体屏蔽效能计算与测试

为实现对小尺寸箱体电磁屏蔽效能的测试,对嵌套混响室法在频率搅拌方式下的测试原理进行了分析,并从散射参数的定义出发,推导了屏蔽效能的计算方法。根据该方法,在某大型混响室内构建测试系统,利用喇叭天线与制作的单极子天线,对体积为1 m×0.8 m×0.7 m的箱体屏蔽效能进行了测试。测得的S21参数证明了频率搅拌调节场分布的有效性,而S22参数验证了混响室内测得的天线反射系数要高于其实际真值。进一步数据处理表明:屏蔽效能测试结果与天线位置的选取无关,利用改进后的屏蔽效能计算式可有效消除天线类型对测试结果的影响,这将大大提高测试的可重复性。     

采用四臂螺旋结构的紧凑圆极化RFID读卡天线

提出了一种紧凑新型平面四臂螺旋天线,用于满足超高频(UHF)频段射频识别(RFID)阅读器小型圆极化的设计要求.天线由印制在FR4介质板的4个倒F阵元组成,通过对阵元的折叠及连续相位旋转法布阵,可以有效的减小天线的尺寸;采用改进的微带功分馈电网络及新的耦合匹配方法,提高了圆极化天线的轴比带宽和增益.天线尺寸为56 mm×56 mm×8 mm,在保持相当性能的同时,设计天线与相关参考文献设计天线相比,面积降低12.9％到86.1％.测试结果显示S11＜-10 dB覆盖870～950 MHz频段,仿真结果显示带内轴比＜2 dB,峰值增益为2.8 dB,波束宽度＞120°,交叉极化＜-15 dB.     

变形工作状态下非等间距柔性 NFC 标签天线设计

柔性NFC标签天线常处于变形工作状态,为解决该工作状态下易出现的频率偏移及偏移引起的工作性能下降问题,提高其在人体无线健康监测应用领域的适用性,本文设计了一款可贴合人体皮肤且性能优良的柔性NFC标签天线。该天线采用镓铟液态金属作为柔性导电材料,与PDMS柔性衬底材料相结合,使其具有良好的可拉伸性和可弯曲性;基于小型化NFC天线设计的原则,提出非等间距结构设计方案,提高其工作带宽,实现NFC标签天线在变形工作状态下依然保持相对稳定的电学参数、谐振频率及通信距离,增强其工作稳定性。通过仿真和实验测试结果表明,外形尺寸为25 mm×25 mm且线间距增长率为200%的非等间距NFC标签天线,在-10 dB以下工作带宽高达0.87 MHz,相较于具有相同面积的等间距天线,工作带宽最大增幅高达52.6%;针对此柔性NFC标签天线应用环境的特殊性,通过不同变形状态下的工作性能稳定性测试显示,30%拉伸工作状态时,天线的中心频率偏移率仅为3.2%;曲率半径为5 mm的弯曲工作状态时,天线的中心频率偏移率仅为2.4%,天线通信距离始终不低于30 mm,在变形工作状态下总体表现出良好的工作稳定性。     

基于RFID技术的三相预付费电能表的设计

将RFID技术应用于预付费电能表的设计中,开发了一款新的三相预付费电能表。重点阐述了其电能计量、射频接口和通信模块的硬件设计以及射频卡读写部分的软件设计。该电能表设计弥补了传统IC卡电表的不足,具有响应速度快、通信稳定、成本低等优点,有很高的创新性和实用性。     

基于多层PCB罗氏线圈的精密冲击电流测量装置

为准确评估防雷设备性能,冲击电流测量装置的测量精度和响应特性至关重要,因此文中提出了高频性能好、抗干扰能力强、灵敏度足够大的多层印刷电路板(PCB)罗氏线圈设计方案。文中分析了雷电流波形的频率范围以及罗氏线圈的传变特性;依据罗氏线圈尺寸、匝数与线圈频率特性之间的关系曲线,确定了线圈的结构尺寸;设计了新型屏蔽和信号输出方式,增强抗干扰能力。通过增加线圈厚度和串联线圈的方法,增大输出电压灵敏度。根据标准要求,进行测量装置的动态特性、标准雷电流测量误差以及线性度试验研究。试验中测量装置响应时间小于90 ns,相对过冲小于10%;与标准Pearson线圈比对,峰值误差小于0.2%,时间参数测量误差小于0.3%;5~40 kA电流范围内,测量装置线性度约为0.3%。试验结果表明研制的冲击电流测量装置具有良好的高频电流信号测量能力。     

球磨时间对FeSiAl磁粉的扁平化和磁性能的影响

采用湿法滚动球磨工艺对FeSiAl磁粉进行扁平化处理,通过绝缘包覆工艺对粉末进行改性制备成浆料,并经过涂布和层压工艺制备成吸波片样品。研究球磨时间对粉末粒度、形貌和物相的影响,进而对所制备的吸波片的电磁参数和吸波性能进行分析评价。研究结果表明,FeSiAl磁粉经搅拌球磨5~10h后,D50由45μm增大到53μm,片厚由4μm减小到2μm,有较好的扁平化效果,且扁平化充分的磁粉有较好的电磁波吸收特性。XRD分析表明球磨工艺没有改变FeSiAl粉末的相结构。随着球磨时间延长,大长径比的磁粉所占比重增加,磁导率实部和虚部均增大,当球磨10h时,-200~+270目磁粉在13.56MHz磁导率实部达到69,虚部达到18。     

基于RFID的贵重设备移动监测方法

针对设备动态管理,将RFID技术应用到设备管理当中,将嵌入式Linux技术、RFID技术及TCP/IP网络通信技术结合起来,实现在库设备的移动监测.基于读卡器对一定距离外的电子标签在不同发射功率下的读取能力,利用3种预设功率对设备所附电子标签进行轮询读取、通过计算滑动窗口内预定功率下成功读到标签的概率及设定相应概率阈值以实现贵重设备的移动监测.实验结果表明：所设计的设备移动监测方法具有较高的实时性和可靠性,能够在3 s内监测出设备的移动并发出报警.     

UHF Passive RFID标签最大阅读距离的研究

特定的RFID阅读器与标签之间的最大阅读距离是衡量标签性能的一个重要因素。首先介绍了RFID工作原理,同时介绍本文所要研究的无源UHF RFID系统。在前向链路方向,根据福利斯空间公式推出标签最大阅读距离的理论公式,并且用MATLAB软件仿真了功率传输系数、标签工作频率与阅读距离之间的关系,然后分析得到了后向链路方向阅读器所能接收到的反向散射能量的公式,通过代入实际数据证实了最大阅读距离公式的理论上的可靠性。在此基础上,搭建一个实际的测量最大距离的实验平台,从而通过实际试验验证推出的理论计算公式的准确性程度的确是比较高的,最后又根据推导出来的的最大阅读距离公式,从标签和阅读器2个方面分析了影响最大阅读距离的因素和提高最大阅读距离的方法。研究对象是超高频(UHF)(902～928MHz)的无源RFID系统,阅读器与标签的天线都是线极化单天线。     

片状羰基铁低频吸波性能的多因素参数调控

采用高能球磨法制备片状羰基铁,利用正交实验综合研究了球磨时间、原始粉粒径及羰基铁在基体中填充率对吸收峰频率的影响,并对吸收峰频率最低的实验组合研究了吸波剂厚度对吸收强度的影响,优化得到了吸收强度最大的吸波剂厚度,并最终得到具有最佳低频吸收性能的羰基铁-石蜡吸波材料及各项调控参数。结果表明:在设计参数范围内,各因素对吸收峰频率影响程度由大至小依次为:填充率、球磨时间及原始粒径;最佳低频吸波性能工艺参数确定为:球磨10 h、初始粒径6μm及45%填充率,当基体厚度为2.5 mm时,其反射率在2.3 GHz处达到最低值,为-43 dB。     

罗氏线圈与隧道磁阻复合的电流测试方法

针对车载微电网中电流频率成分丰富和电磁环境复杂的环境特征,为了实现车载微电网电流测试的问题,利用隧道磁 阻传感器低频特性好和罗氏线圈中高频特性好的优点,研究了罗氏线圈与隧道磁阻复合的全封闭式电流测试方法。 采用 Ansoft Maxwell 对屏蔽壳体的屏蔽效能进行了仿真分析,利用罗氏线圈和隧道磁阻传感器进行工频测试实验,并以钳形电流探 头作为基准完成标定,将标定后的传感器及测试系统进行微电网储能并/ 离网过程中的尖峰脉冲电流测试实验,进行了数据复 合处理。 实验结果表明,复合后的电流测试信号与钳形电流探头测量信号一致性好,特别是尖峰处误差减小,复合后脉冲电流 峰值相对误差减少到 3. 67%。 罗氏线圈与隧道磁阻两种传感器数据复合的电流测试方法对于装备的电气化测试具有重要 意义。