具有CSRR缺陷地RFID天线小型化设计研究

设计出一款可应用于射频识别(RFID)系统的5.8GHz传统微带矩形贴片天线。天线的辐射贴片尺寸为15.5mm×11.5mm,-10dB的阻抗带宽为80 MHz,最小回波损耗为-36.138dB。在传统微带天线的基础上,设计出一款采用互补开口谐振环(CSRR)缺陷地结构进行改进的小型化天线,天线的辐射贴片尺寸为10mm×7.5mm,-10dB阻抗带宽为62 MHz,最小回波损耗为-23.574dB。相比传统微带天线,改进后的天线的辐射贴片尺寸减小了57.9%,小型化的效果明显且带宽特性和增益特性都能符合RFID系统的一般要求。     

超高频RFID小型化读写器天线设计

提出了一款应用于超高频段(Ultra High Frequency,UHF)(912 ~935 MHz)的射频识别(RFID)读写器圆极化单层结构微带天线,基板采用FR4 板材达到价格低廉、辐射贴片采用开槽的结构实现小型化、接地板采用开槽结构提高天线的增益,该天线实现了小型化设计,满足了天线的设计要求。利用三维电磁仿真软件对天线模型进行了分析,仿真与测试结果吻合良好。天线测试结果表明:回波损耗小于-10 dB 的阻抗带宽为25 Hz(910 ~ 935 MHz),轴比(AR)小于3 dB的带宽为21 MHz(914 ~935 MHz);在UHF 频段内,读写器天线的最大增益为-1.2 dB,所以本天线能满足我国射频识别读写器的应用要求,具有良好的应用前景。     

基于左手材料的微带天线小型化设计

针对移动通信对天线小型化的需求,提出了一种基于左手材料实现微带天线小型化的方法。在谐振频率为5.8 GHz的微带天线的接地板上蚀刻圆形单开口谐振环(Circular Split Single-Ring Resonator,CSSRR)结构的左手材料,利用左手材料的后向波特性进行相位补偿,打破传统微带天线半波长电尺寸的束缚,从而达到天线小型化的目的。采用Ansoft HFSS软件进行仿真,分析了CSSRR结构的电磁特性和小型化天线的性能。仿真结果表明,小型化天线与传统微带天线相比辐射贴片的尺寸减小37.52%,带宽略有增加,增益等参数性能基本保持不变。而且该小型化微带天线结构简单,易于实现。     

基于准分形CSRR结构的低RCS微带天线

基于Koch曲线设计出一种准分形互补开口谐振环结构。研究表明该结构具有小型化、高电磁损耗及谐振频点灵活可控的特点。将该结构加载到普通微带天线接地板上,在保证天线辐射性能的同时实现了天线带外雷达散射截面积的有效缩减。仿真和测试结果表明,新型微带天线前向增益仅损失0.22 dB,在QF-CSRR结构谐振频点,RCS最大减缩达到26.2 dB。     

基于缺陷地结构的小型化双频带带通滤波器

提出了一种新型的基于缺陷地结构的双频带带通微带滤波器.缺陷地结构采用双模开口谐振环形式, 并使用不同组合方式的双模开口谐振环产生两个通带.滤波器的两个工作中心频率分别为3.5 GHz和5.8 GHz, 其中第一个频带涵盖了所有全球微波互联接入的应用频段, 第二个频带可以应用于雷达设备.为了进一步证实这款滤波器的性能, 基于Roggers RT5880板材制作了滤波器实物, 整体滤波器的大小仅为20 mm×20 mm, 测量数据和仿真结果吻合较好, 并且有两个传输零点, 可以满足工程上的需要.     

缺陷地结构在微带天线小型化中的应用

给出一种利用缺陷地结构实现天线小型化的方法,将缺陷地结构用于微带天线小型化的设计中,并对缺陷结构的尺寸与天线小型化的效果进行了分析。采用Ansoft HFSS进行仿真,在谐振频率为2.45 GHz的微带贴片天线的介质板上引入一种新型缺陷地结构,比较加入缺陷地结构前后天线的各项参数。其结果表明,该结构在保证天线性能的情况下,天线体积减小了30%以上。     

基于超材料结构实现5.8GHz RFID天线小型化设计

设计出一款可应用于RFID（Radio Frequency Identification）系统的5.8GHz传统矩形微带天线,天线辐射贴片尺寸为15.74mm×11.12mm,天线的回波损耗（S11）的实测结果为-23.276dB。此后,在矩形微带天线基础上进行设计改进,通过分别蚀刻15个超材料结构I型谐振环和6个超材料结构开口谐振环(Split Resonant Ring, SRR),构造出两款新型小型化天线。与传统矩形天线相比,在保持方向性、最大增益等参数性能基本不变的条件下,基于超材料结构的天线辐射贴片尺寸分别为12.44mm×9.12mm 和11.74mm×9.1mm,相比传统矩形天线分别缩小了35.2%和41.82%,辐射贴片小型化效果明显,其回波损耗实测结果分别为-21.83dB 和-15.40dB。     

一种UHF频段RFID阅读器天线的小型化设计

采用1／4波长微带贴片以缩小天线面积,利用商业软件Ansoft HFSS10．0进行设计仿真和优化,成功研制了一款可用于UHF频段（915MHz）RFID读写器的小型化微带天线。经过实际测试,天线在工作频段内性能优良,驻波比FSWR〈2时阻抗带宽达到30MHz。贴片天线的尺寸与性能完全满足手持RFID阅读器的需求。     

UHF频段RFID标签天线的小型化设计

提出了一种UHF频段的小型化标签天线,采用紧凑的弯折偶极子形式,通过附加一种新的T型阻抗匹配环结构,得到了非常好的阻抗匹配效果。针对Alien Higgs2型标签芯片,芯片的阻抗为7.4-j113Ω,天线在915 MHz工作频率下的输入阻抗为7.40Ω+112.98Ω,两者实现了较好的共轭匹配。天线整体平面尺寸为20 mm×60 mm,比常见的弯折偶极子结构标签天线的尺寸缩减了25%。天线的S11<-3 dB的工作频段为884 MHz到958 MHz,覆盖了74%的UHF频段,最大增益为0.94dBi。结果表明该天线具有良好的辐射性能,具有低损耗、小型化的优点。     

新型小型化双频RFID微带天线设计

针对当前读写器天线存在尺寸较大、设计成本较高的问题,设计了一款适用于UHF频段和ISM频段的小型化双频单层手持读写器天线。天线采用FR4介质层,首先在辐射贴片中间开正方形槽并在辐射贴片上分别开四边狭缝和四角狭缝,实现天线的双频和小型化,然后对天线结构中的各个参数进行仿真分析,最终确定天线各个参数取值,并制作出实物进行测试。测试结果表明,天线工作频段为910～938 MHz和2.42～2.48 GHz,阻抗带宽分别为28 MHz和60 MHz,最大增益分别为-1.68 dB和-2.67 dB,所以本文设计天线符合UHF频段和ISM频段的要求。天线的尺寸为72 mm×72 mm×3 mm,与其他同类型天线相比体积更小,且采用单层设计,使设计成本有所降低。     

基于缺陷地结构的小型宽带天线设计

该文介绍了一种使用缺陷地结构的小型化超宽带天线,其尺寸为29 mm×31.5 mm×1.6 mm,该天线采用正六边形金属贴片作为天线辐射贴片。通过在介质板上引入开口谐振环,产生了新的工作谐振频段,并进一步拓宽了天线的工作频段。通过在辐射贴片上加载"十字形"分支结构,使电流路径改变,从而改善天线的宽带辐射特性。测试结果表明,该天线反射系数<-10 dB的频段为3.0～19.3 GHz。     

基于分形缺陷地结构的微带贴片天线

微带天线容易产生谐波和杂散波,造成天线性能的降低。将哑铃形缺陷地结构和分形缺陷地结构加入微带天线中,经过理论分析和实验测量,结果表明缺陷地结构不仅能够抑制天线的谐波和杂散波分量,还能抑制天线的交叉极化。与哑铃形缺陷地结构相比,分形缺陷地结构不仅能更好的提高微带天线性能,还能减少刻蚀接地板的面积,提高地板利用效率。     

RFID技术及其射频天线的小型化设计

本文介绍了近年来广泛应用的RFID技术及其关键部件——射频天线。由于RFID卡尺寸的限制,RFID射频天线的小型化势在必行。本文综合介绍了使用在RFID系统中的各种天线型式,并着重分析了RFID射频天线小型化的方法,在此基础上比较了这些方法的优缺点,为RFID系统性能进一步的改进提供了研究基础。     

基于CSRR结构的低RCS 微带天线设计*

基于互补开口谐振环奇异的折射率特性,研制了一种可用于雷达低可见平台的新型微带天线.采用等效分析方法对CSRR结构的等效媒质参数加以研究,并将其应用于普通微带天线非辐射边一侧的接地板上,在保证天线辐射特性基本不变的同时使散射波远离镜像方向,从而实现在空域中的带外雷达散射截面积减缩.仿真和测试结果表明,加载CSRR结构的微带天线仍为线极化,前向增益仅损失0.32dB,对于不同角度入射波镜像方向RCS均有减缩,其中法线方向RCS最大减缩量达到7.8dB.该设计具有低成本、设计简单、便于加工、利于共形等优点,为天线RCS减缩提供了新思路.     

组合式非周期缺陷接地结构低通滤波器的分析

利用时域有限差分法对非周期缺陷接地结构(CNPDGS)进行了电磁仿真，研究了由CNPDGS结构构成的低通滤波器的频率特性，并将本文分析结果与有关文献的测量结果进行了比较，二者一致性很好，从而验证了本文方法的有效性和计算的正确性。在此基础上，进一步研究了缺陷接地结构尺寸参数变化对低通滤波器特性的影响，并给出了低通滤波器频率特性随结构尺寸参数变化的曲线，设计了通带分别为0．7GHz和6．5GHz的低通滤波器。     

手持RFID读写器微带天线的小型化设计

RFID读写器天线的小型化一直是研究的热点之一,利用HFSS进行了一款手持RFID读写器天线的设计。通过在微带天线的贴片以及在接地板上开槽,同时在贴片上面加载高介电常数介质基片的技术,设计出了一款小型紧凑的RFID矩形微带天线。它的尺寸仅为传统微带天线的68%左右,10dB回波损耗阻抗带宽50MHz,该天线能满足RFID系统的需求。     

用缺陷地结构抑制圆极化微带天线的谐波

设计了将缺陷地结构(DGS)用于圆极化微带天线以实现谐波抑制功能。方形切角贴片激励圆极化波,50Ω微带线下的双"哑铃"型DGS实现二次谐波的抑制。天线的仿真结果和加工测试基本吻合。经测试,天线的中心频率为5.8 GHz,小于-10 dB的S11带宽为200 MHz,二次谐波频段抑制在-3.45 dB以内;天线的最大增益为6.3 dBi,波瓣前后比为13 dB,3 dB轴比带宽为70 MHz。该天线用于射频前端,可实现射频前端的小型化。