一种宽频带RFID阅读器天线的设计

UHF RFID标签在密集布放环境下,会由于标签天线间的互相影响,使工作频率发生偏移,造成系统漏读.因而本文设计了一款新型的圆极化阅读器天线,该天线工作在UHF频段,具有小型化、高增益、宽频带的特点.其中主辐射圆形贴片通过4个探针与微带匹配网络上下相连,匹配网络的引入提高了天线的圆极化轴比和工作带宽.仿真结果表明,该天线在UHF频段的阻抗带宽和3 dB轴比带宽分别为13％和5％,增益高达9.4 dBi.在空旷的环境下,对密集布放的多个RFID标签进行读取测试.实验表明,运用宽频带的RFID阅读器天线可以有效地提高标签的读取率.     

一种新型RF-MEMS微天线的设计与实现

针对13.56MHz RFID系统大面积平面螺旋线圈天线存在的缺陷,提出了一种用于13.56MHz频段的新型RF-MEMS微天线,并使用HFSS软件进行了仿真和设计,同时采用MEMS工艺实现器件制作。该微天线由螺线管线圈及高性能铁氧体薄膜组成,总体尺寸小于10mm×6.7mm×0.46mm。该微天线灵敏度达到了36.2m V/μT,使用电感值为1.6μH的读卡器线圈与匹配谐振后的微天线进行耦合,在6mm处该微天线的谐振电压达到7.1V,同时将集成了标签芯片及谐振电容的微天线与符合ISO14443标准的读卡器进行通信,其通信距离达到12mm。     

MIMO-RFID系统反向识别距离研究

超高频(UHF)射频识别系统(RFID)读取可靠性受多径信道制约,而多天线分集技术(MIMO)被认为能有效提高其链路可靠性。不同于一般的无线通信系统,UHF RFID反向链路是两个多径信道的级联,本文基于最大比合并(MRC)准则,分阅读器单站和双站天线情形,导出了Nakagami-m多径信道下单天线(SISO)与多天线(MIMO)RFID系统反向识别距离(RIR)均值的解析表达式,并通过数值仿真和实际测试研究了相关因素对RIR均值的影响。实验结果表明:MIMO技术能有效提高多径信道下UHF RFID系统的反向识别距离,并且阵列天线数越多、信道相关系数越小、信道衰落参数m越大,RIR均值将越高。     

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.     

UHF RFID密集标签互耦效应的频移特性研究

针对U H F RFID密集环境下标签性能受互耦效应影响的问题,从天线阻抗频移特性的角度对标签间互耦效应进行研究。首先基于电感耦合型标签天线的结构和电路模型,分析带有弯折辐射体结构的标签天线互相耦合时阻抗的频率特性,并通过仿真计算验证了天线阻抗向低频偏移的结论。进一步结合理论和仿真数据分析互耦效应的频率特性,得出天线阻抗的频率偏移导致目标标签的功率传输系数也相应地向低频偏移的结论,从而导致标签的读取性能不稳定。结论对密集标签的性能研究具有指导意义。     

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。     

多标签环境下RFID系统的受限链路

密集布放标签时,UHF RFID 标签之间存在耦合,导致系统性能的下降。标签接收到的阅读器发射功率小于耦合标签的激活功率,或者阅读器接收不到标签的反射信号,阅读器和标签之间不能正常通信。本文首先从理论上推导出了标签耦合时前后向链路的性能,并仿真了标签耦合时的增益以及散射面积等因素,然后用前后向链路最大读取距离比值法分析判断出了 RFID 的受限链路,最后用天线探针的实验方法证明了结论。该结论对阅读器天线的选取、正确摆放标签的位置以及提高 RFID 系统的读取性能有着重要意义。     

半波长传输线式阻抗转换器

本文介绍一种UHF电视频段适用的半波长传输线式300/50Ω平衡—不平衡阻抗转换器的原理、设计和实测性能。在UHF频段中使用的广播、通信设备和电子仪器的输入阻抗(或输出阻抗)通常有两种:300Ω平衡式和50Ω不平衡式。匹配两种不同阻抗的设备,需要使用阻抗转换器。为了测试UHF电视高频调谐器的性能,把输出阻抗为50Ω不平衡式的信号源与输入阻抗为300Ω平衡式的高频调谐器连接起来就是一例     

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。     

GIS盆式绝缘子均压环特高频接收特性研究

随着带屏蔽环式盆式绝缘子的大量应用以及设备尺寸的不断小型化,气体绝缘金属封闭开关设备(gas-insulated metal-enclosed switchgear,GIS)局部放电特高频法(ultra-high frequency method,UHF)传感器的使用受到了极大限制,局部放电UHF检测日渐困难。针对该问题,以盆式绝缘子均压环作为UHF天线,测试环形天线(盆式绝缘子均压环)接收特性与局部放电视在放电量、传感器位置、传感器接地方式等因素的关系,并比较分析了各种UHF传感器的频率响应特性。结论认为,GIS盆式绝缘子均压环具有良好的UHF接收性能,用其作为UHF天线进行GIS内局部放电测试是可行的。