基于人工电磁结构的rfid微带天线小型化设计与研究

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1、万方数据分类号：TN820单位代码：11232密级：公开◆f京信息斟枝太争学术型硕士学位论文基于人工电磁结构的RFID微带天线小型化设计与研究学院：信息与通信工程学科(专业)：通信与信息系统学号：2012020122作者：耿朋指导教师：杨曙辉完成日期：．-O一四年十二月三十一日万方数据llIIIIIIII111IIIUlIMIIIIIIIIIII学位论文版权使用授权书Y2877962本人完全了解北京信息科技大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本。学校有权保留学位

2、论文并向中国科学技术信息研究所等国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸质版，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。学校有权适当复制、公布论文的全部或部分内容。学校有权将本人的学位论文加入《中国优秀硕士学位论文全文数据库》和编入《中国知识资源总库》。学位论文作者签名：饿A∞心年弓月l弓日阻签弄口保密(——年——月)(保密的学位论文在解密后应遵守此协议)指导教师繇招_陟学位论文作者虢咏腿≯ls一年7月哆日卯Iy年弓月J多日万方数据硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：

3、所呈交的论文题目为《物联网中RFID电路关键技术研究》学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除了文中特别加以标注的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明并表示了谢意。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。分类号：作者签字：讯朋们悖年；月7弓日单位代码：11232万方数据摘要标签天线作为RFID(RadioFrequencyIdentification

4、)系统的重要组成部分，在数据交换的过程中作用重大，直接决定整个RFID系统的品质。随着物联网技术的发展，人们对小尺寸天线的需求越来越大。人工电磁结构，也被称为超材料(Metamaterial)，其独特的电磁特性突破了传统的电磁理论的基本概念，为微带天线小型化指出了一种崭新的研究方法。本文主要研究微波频段(2．45GHz频段和5．8GHz频段)的RFID天线，通过在传统矩形微带天线的辐射贴片上蚀刻不同类型的人工电磁结构实现微带天线小型化。研究设计出一款可用于RFID系统的2．45GHz传统矩形微带天线，其辐

5、射贴片尺寸为37．03mm×27．816mm，回波损耗实测结果为．31．68dB。此后，在矩形微带天线基础上进行改进，通过分别蚀刻工字型和开151谐振环(SplitResonantRing，SRR)，构造出两款新型小型化天线。在保持方向性、最大增益等参数基本不变的条件下，基于人工电磁结构的天线辐射贴片尺寸相比传统矩形天线分别缩减33．38％和53．88％，整体尺寸分别缩减29．57％和44．38％。其回波损耗实测结果分别为．30．61dB和一19．18dB。对工字型谐振环进行了改进，设计出一款新型人工电磁

6、结构，在同样蚀刻10个谐振环的情况下，谐振频率降低幅度比工字型谐振环高67．85％。基于其的小型化微带天线回波损耗实测结果为．24．735dB，辐射贴片的尺寸比传统矩形天线缩小61．39％，整体尺寸缩减44．7％。小型化程度高于蚀刻15个工字型谐振环的微带天线。采用同样的方法分别在5．8GHz矩形微带天线上蚀刻工字型和丌口谐振环，构造出两款新型小型化微带天线。基于人工电磁结构的天线辐射贴片尺寸比传统矩形微带天线缩减35．2％和41．82％，整体尺寸缩减26．65％和29．40％。其回波损耗实测结果分别为．

7、21．83dB和．15．40dB，方向性、最大增益等参数基本不变。关键词：人工电磁结构；微带天线；小型化；增益：方向性万方数据ABSTRACTThetagantenna，whichisasignificantpartofradiofrequencyidentification(RFID)system，playsakeyroleintheprocessofachievingdatacommunicationanddirectlydeterminesthequalityofthewholeRFIDsystem

8、．Withthedevelopmentofnetworkingtechnology,thedemandforsmall—sizeantennaisgrowing．Artificialelectromagneticstructure，whichisalsocalledmetamaterial，smashesthetraditionalbasicconceptsofelectromagnetictheorywithitsuniqu