uhf近场rfid阅读器天线研究

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1、ResearchonUHFNear-FieldRFIDReaderAntennasADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：HuangMinguangSupervisor：Prof.XieZemingSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：TN92学校代号：10561学号：201320108364华南理工大学硕士学位论文UHF近场RFID阅读器天线研究作者姓名：黄敏光指导教师姓

2、名、职称：谢泽明教授申请学位级别：工学硕士学科专业名称：电磁场与微波技术研究方向：移动通信与天线论文提交日期：2016年4月21日论文答辩日期:2016年5月31日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：2016年月日答辩委员会成员：主席：王世伟委员：谢泽明、涂治红、陈付昌摘要射频识别（RadioFrequencyIdentification，简称RFID）是一种利用射频信号实现非接触式通信的自动识别技术。近年来，随着微电子工艺、集成电路和信息安全等技术的飞速发展，RFID技术逐渐摆脱高成本的阻碍，

3、目前已被广泛应用于食品安全检测、医药监管、供应链管理和零售业等众多领域。超高频（Ultra-HighFrequency，UHF）近场RFID系统能够实现数据的快速传输，同时在复杂环境下仍具有良好的性能。因此，UHF近场RFID系统在单品级物品识别方面具有广阔的应用前景。本文设计并制作了三款新型的UHF近场RFID阅读器天线，主要研究成果如下：1、将RFID系统集成到手持设备中，要求RFID天线具有低功耗、低剖面、尺寸适中的特点。本文设计了一款基于分段耦合线的宽带UHF近场RFID阅读器天线。这款天3

4、线的尺寸为90×77×1mm，结构紧凑。实测阻抗带宽达到140MHz，完全覆盖了整个UHFRFID频段，当输入功率为30dBm时，天线的最大标签读取距离达到155mm，100%标签读取率高度为115mm。通过调整天线部分参数的值，可得到具有不同标签感应面积的宽带近场天线。2、大尺寸的UHF近场天线是RFID领域的研究热点之一。本文提出了一款基于微带缝隙结构的UHF近场RFID阅读器天线。该天线将微带线分段形成互相耦合的线段，然后在金属地板上开槽和缝隙，实现了较宽的阻抗带宽和分布均匀的近场磁场。测试结

5、果表明这款天线的-10dB阻抗频带为850-970MHz，当输入功率为30dBm时，天线的最2大标签读取距离为120mm，距离天线表面20mm的高度上标签读取面积为160×160mm。3、多频RFID天线能够使RFID系统适用于不同的工作场景。本文基于耦合结构设计了一款可用于近场与远场的小型化三频RFID阅读器天线。该天线尺寸为340×40×0.8mm，包括三个耦合单元：一段弯折线、一个倒L形结构和一个U形结构。在920-925MHz和2.4-2.48GHz的RFID频段内，天线能同时工作在远场和近

6、场，而在5.8-5.875GHz的频段内，天线具有良好的远场辐射性能。关键词：射频识别；手持式阅读器；近场天线；多频天线IAbstractRadioFrequencyIdentification(RFID)isacontactlessautomaticidentificationtechnologyusingradiofrequencysignalfordatacommunication.Inrecentyears,withtherapiddevelopmentofmicroelectronics,

7、integratedcircuitsandinformationsecuritytechnology,RFIDtechnologybeginstogetridoftheobstacleofhighcost.Nowadays,RFIDhasbeenwidelyusedinfoodsafetydetection,medicinemonitoring,supplychainmanagementandretailindustry.UHFnear-fieldRFIDtechnologycannotonlytr

8、ansferdatainhighspeed,butalsoperformexcellentlyincomplexsurroundingenvironment.Thus,ithaswideapplicationpotentialinitem-levelidentification.ThisdissertationhasdesignedthreenovelUHFnear-fieldRFIDreaderantennas,andthemaincontributionsares