小型化低剖面UHF RFID抗金属标签天线设计

针对超高频抗金属射频识别(RFID)标签的小型化和低剖面需求,提出了一种可用于金属表面的超高频RFID标签天线,其尺寸为50 mm×20 mm×0.9 mm。该设计采用CST MWS软件进行建模仿真,分析了嵌入式馈电结构尺寸变化和矩形开槽尺寸变化对标签天线输入阻抗的影响,并调整相应参数以达到标签天线输入阻抗与芯片阻抗的共轭匹配。实测结果表明,标签天线输入阻抗与芯片阻抗匹配良好,在910 MHz处有最大实测阅读距离为4.3 m,且具有小尺寸和低剖面,可应用于物流、医疗、零售等多种领域的金属场景。     

卷烟包装用UHF RFID抗金属标签天线的设计

为了对内含铝箔的卷烟包装进行防伪识别,设计了一种无源超高频射频识别(UHF RFID)抗金属标签天线。该天线结构简单,可印刷于烟盒表面,并能与包装的金属拉线结构一体化,增强标签的防伪性能。采用Ansoft HFSS软件建模仿真,分析了主要结构参数的变化对标签天线输入阻抗的影响。优化后的结果表明,该天线具有较高的增益、较远的读取距离、良好的方向性和阻抗匹配特性,且带宽能够覆盖915 MHz UHF RFID频段范围。制作标签样品并进行实际测试,结果表明:实测与仿真结果较吻合,读取距离可达8 m,能够满足实际应用的需求。     

一种小型UHF RFID抗金属标签天线的设计

针对射频识别标签天线小型化、抗金属环境的实际需求,提出了一种可应用于金属环境的超高频射频识别标签天线.通过在矩形贴片上开槽来实现小型化,天线总尺寸为56 mm×50 mm×1.6 mm.通过改变槽的尺寸调节标签天线的输入阻抗,结合等效电路图分析抗金属标签天线的设计过程,从而方便地实现与标签芯片的共轭匹配.实验结果表明,实测和仿真结果比较吻合,标签阻抗匹配良好,实测最大读取距离达3.1m.与其他标签天线相比,该天线具有结构简单、成本低、易于实现和读取距离远等优势.     

超薄高增益UHF 抗金属标签天线设计

设计了一款超薄的高增益UHF抗金属标签天线。标签天线以高介电常数的陶瓷为介质基板,由上层带有双T 型槽缝的金属贴片、介质基板和下层金属贴片组成,天线平面尺寸为80 mm×40 mm,厚度仅为0.8 mm。天线结构简单,不需要短路通孔、短路销钉或短路贴片将天线上层贴片与地板相连,通过改变天线上层贴片T 型槽缝的尺寸,可以对标签天线阻抗进行有效调节,并实现天线的低剖面。天线未加金属地板最大增益为3.4 dBi,加载金属地板最大增益为6.9 dBi,且加载金属地板前后天线的中心频率和阻抗带宽无明显变化。实际测试结果与仿真结果比较吻合,实测未加载金属地板状态下最大识别距离为4.5m,加载金属地板状态下实测最大识别距离为6.8 m。     

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。     

一种新型2．4GHz频带RFID抗金属标签天线

设计了一款能应用于金属货物识别的新型标签天线--准八木标签天线.基于折合振子和错位阵列技术,并使用高介电常数的介质基材,使天线的厚度限制在0.024λ,从而满足标签天线尺寸的要求.经实测验证,新型天线贴附在金属物体表面时,能达到5dBi的增益.     

UHF频段超小型RFID无源抗金属标签天线设计

提出了一种超小型UHF频段无源RFID标签抗金属环境的技术方案。采用高介电常数介质并通过开槽增加电长度,设计中考虑了环境金属物体对标签天线的影响,采用CST MWS软件建立模型并分析了标签天线主要尺寸的变化对标签天线阻抗与所采用的RF芯片阻抗的匹配影响,对造成阻抗变化明显的变量进行调整以获得可接受的阻抗匹配程度。采用网版印刷银浆制作了标签样品并进行实际测试。实验结果表明:实测与仿真结果比较吻合,标签阻抗匹配良好,实测读取距离大于2m满足实际使用需要,标签尺寸仅为12mm×7mm×3mm,可应用于物联网中小型金属物件的管理。     

用于手术刀的抗金属无源RFID 标签天线设计

为了加强对医疗器械的跟踪管理,尤其是对手术前后手术刀数量的有效监测,设计了一款可应用于手术刀的小型化超高频(UHF)抗金属射频识别(RFID)标签天线。该天线采用短路短截线结构,可嵌入金属或贴敷于金属表面。标签天线由辐射面、短路短截线、金属地面以及标签芯片构成,通过采用高介电常数介质基板达到天线小型化的目的,通过对天线辐射面、短路短截线及开口尺寸的调整,可实现对天线谐振频率以及天线特性阻抗的调节。天线总体尺寸为66mm×5mm×0.8mm。标签天线嵌入手术刀柄中最大读写距离为1m。根据仿真优化结果加工制作天线实物,该标签天线的测试数据与仿真结果比较吻合,测试结果表明该天线可应用于手术刀。     

一种用于机载氧气瓶的小型化超高频抗金属RFID标签设计

为辅助民用飞机机载设备管理,跟踪管理飞机的关键零部件,针对普通标签无法在机载氧气瓶上工作的问题,设计了一种小型化的抗金属标签天线。首先,基于短路短截线馈电结构设计了一种抗金属标签,实现了天线与标签之间的阻抗匹配;其次,通过仿真优化,将天线放置在200 mm×200 mm金属环境下仿真,得到回波损耗小于-10 dB带宽为范围为750～970 MHz(220 MHz),仿真结果表明标签天线有在金属环境下能够完全覆盖标准工作频段902～928 MHz。天线的最终尺寸为42.7 mm×16 mm×2 mm。仿真距离为3.7 m,满足飞机机载环境使用条件、符合低成本、宽频带的设计要求。     

UHF频段金属型标签天线的研究与设计

随着天线技术的发展,时UHF RFID可用于金属物体的标签天线的研究成为了热点和难点.根据当前标签天线的设计特点和设计原则,设计出一种适用于845～960MHz的宽频带可用于金属物体的新型标签天线,并通过仿真分析与计算确定了天线的一些重要参量,实现了标签天线输入阻抗能在较大范围内与更多阻抗不同的标签芯片进行匹配.实测结果与仿真结果基本一致,抗金属性能稳定,天线尺寸较小,通信距离较远.     

一种用于金属表面的RFID天线设计

提出了一种用于金属物体表面的RFID天线。该天线包含一个耦合地板和翼型辐射贴片。天线尺寸为84 mm×25 mm×4.5 mm,当圆极化阅读器天线增益为7.5 dBi,辐射功率为30 dBm时,在902~928 MHz范围内阅读距离可达10 m。标签天线在金属物体表面的实测结果显示,该标签具有较好的远距离识别性能。     

RFID Tag Antenna Coupled by Shorted Microstrip Line for Metallic Surfaces

This letter presents the design of a small and low‐profile RFID tag antenna in the UHF band that can be mounted on metallic objects. The designed tag antenna, which uses a ceramic material as a substrate, consists of a radiating patch and a microstrip line with two shorting pins for a proximity‐coupled feeding structure. Using this structure, impedance matching can be simply obtained between the antenna and tag chip without a matching network. The fractional impedance bandwidth for S₁₁<3 dB and radiation efficiency are about 1.4% and 56% at 911 MHz, respectively. The read range is approximately from 5 m to 6 m when the tag antenna is mounted on a metallic surface.     

一种新颖的基于公司徽标的RFID UHF天线

提出了一种基于公司徽标设计RFID UHF标签天线图案的方法,详细介绍了其原理、设计过程及其天线特点。并给出了两个基于"华中科大"和"无锡邦普"字符的RFID UHF天线实例,并且制作了实物并测试,测试结果表明两者最大读距都在8 m以上。相比较于市面上的偶极子天线,这类天线具有增益高、阻抗匹配容易和工作频带宽等特点,更重要的是它可以指导人们开发基于自己公司徽标的天线。     

金属表面超高频RFID印刷标签天线设计

为满足对金属表面物体智能识读的应用需求,设计了一款可用于金属表面的超高频RFID电子标签天线,使用时将标签贴合在厚度仅为5mm的泡沫介质上,然后置于金属表面,利用金属表面作为自身反射板增加了天线的读取距离。整个天线的面积大小为95mm×45mm,标签的最远读取距离可达4．5m。同时由于表面印刷结构的采用,使得整个标签成本低廉、易于批量生产。     

Shorted Microstrip Patch Antenna Using Inductively Coupled Feed for UHF RFID Tag

A very small patch‐type RFID tag antenna (UHF band) using ceramic material mountable on metallic surfaces is presented. The size of the proposed tag is 25 mm×25 mm×3 mm. The impedance of the antenna can be easily matched to the tag chip impedance by adjusting the size of the shorting plate of the patch and the size of the feeding loop. The measured maximum reading distance of the tag at 910 MHz was 5 m when it was mounted on a 400 mm × 400 mm metallic surface. The proposed design is verified by simulation and measurements which show good agreement.     

Objects tracking in a dense reader environment utilising grids of RFID antenna positioning

One of the fundamental constraints in radio frequency identification (RFID) large scale deployment, such as in warehouse RFID deployment, is the positioning of RFID reader antennas to efficiently locate all the tagged objects distributed in a dense RFID reader environment. For tracking the tagged objects in a dense RFID deployment, the required number of reader antennas must be optimised in order to reduce the overall cost. This study proposes highly accurate square and hexagonal grid-based positioning and tracking techniques mainly for use indoors and includes performance comparison of both of these grids. The study involves the design of the square and hexagonal grid reader antenna networks and position calculation using a diffusion algorithm. Both of these grids of RFID antenna positioning present a solution for the problem of the placement pattern of RFID reader antennas in a dense reader environment, hence an optimal number of required reader antennas and guaranteed coverage can be achieved. This study also presents a path loss model that can be applied to predict the radio signal strength information at a certain distance. The proposed diffusion algorithm estimates RFID tag position by using distance information between the reader and the tag. The obtained results show that a square grid can yield higher positioning accuracy compared to the hexagonal grid. The obtained results further show that the proposed tracking techniques can achieve an average positioning error below 1 m, which is 85% better in some cases than the results obtained by other known methods.     

方环等离子体天线的阻抗与辐射特性

通过参照金属环天线的构造,自行研制了方环等离子体天线,并借鉴金属天线的测量方法,建立等离子体天线测试系统,对该天线的阻抗特性、辐射特性进行了实验研究.发现,输入电阻在160～350MHz都靠近50Ω,电抗接近0,驻波比低于2,具有非常宽的带宽.而且在频率较低的情况下该天线的增益和与之构造相同的方环金属天线接近.在200MHz试验频率下方环等离子体天线具有较高的方向性.     

An RFID Tag Using a Planar Inverted‐F Antenna Capable of Being Stuck to Metallic Objects

This letter presents the design for a low‐profile planar inverted‐F antenna (PIFA) that can be stuck to metallic objects to create a passive radio frequency identification (RFID) tag in the UHF band. The designed PIFA, which uses a dielectric substrate for the antenna, consists of a U‐slot patch for size reduction, several shorting pins, and a coplanar waveguide feeding structure to easily integrate with an RFID chip. The impedance bandwidth and maximum gain of the tag antenna are about 0.3% at 914 MHz for a voltage standing wave ratio (VSWR) of less than 2 and 3.6 dBi, respectively. The maximum read range is about 4.5 m as long as the tag antenna is on a metallic object.