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基于时域有限差分法的RFID标签天线研究设计

阎力飞  
【摘要】: 本文应用时域有限差分(FDTD)方法对RFID标签天线进行了研究设计工作。从2003年开始,RFID(Radio Frequency Identification,射频识别)技术成为科技界最大的热点之一。 本文首先介绍了FDTD方法的优点和其在天线方面的应用,以及本文研究设计的标签天线的特点和研究意义。在随后的章节中,介绍了FDTD方法的基本原理;介绍了RFID系统的基本原理,组成部分,应用,工作频率选择和面临的问题,分析了国内外在RFID标签天线研究制造方面的差距;总结了微带天线小型化技术和为了展宽微带天线带宽所常用的一些方法。 在本文中,作者自行设计了一个正方形微带贴片天线,运用FDTD方法分析了在贴片上开槽和不开槽两种情形下天线的辐射特性,结果显示较好的验证了天线小型化技术中提出的在贴片上开槽可以减小天线尺寸、增加带宽的方法。 RFID技术当前研究和推广的重点是工作于超高频段902~928MHz的远距离电子标签,其中用于附着在金属物体表面的RFID标签天线设计又是一个难点。作者在大量阅读文献的基础上,分析了工作于超高频频段的RFID标签天线特点和要求。在此基础上,对附着在金属物体表面的工作于902~928MHz频段的RFID标签天线进行了研究和设计。作者在文献中提出的初步模型基础上改进设计的采用贴片开L形槽和U型槽相结合的平面倒F天线(PIFA)形式的超高频无源RFID标签天线,具有天线体积比文献中的模型更加小巧、有效带宽更宽、可用于金属物体表面等特点,基本满足了超高频RFID标签天线的设计要求。


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