射频天线的遗传算法自适应阻抗匹配

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1、学校代号：10532学号：S0909W139密级：湖南大学硕士学位论文射频天线的遗传算法自适应阻抗匹配RFAntennaAdaptiveImpedanceMatchingBasedonGeneticAlgorithmsMethodbyYIRufangB．E．(ZhengzhouInstituteofAeronauticalIndustryManagement)2009AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngi

2、neeringElectricalEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorTANYanghongSeniorEngineerYUJian湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者

3、签名：日期：年月．日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于l、保密口，在年解密后适用本授权书。／2、不保密留。(请在以上相应方框内打“√”)目，、作者签名：嬲日期：2口f1年争月z9日导师签名：彳军归缈触日期：训年f月加日射频天线的遗传算法自适应阻抗匹配摘要射频识别

4、(RadioFrequencyIdentification，RFID)技术是从20世纪90年代兴起并逐步走向成熟的一项自动识别技术，通过射频耦合方式进行非接触双向通信，达到目标识别和数据交换的目的。RFID读写器在移动的过程中，天线的感应系数和阻抗的易变性会导致传输功率的损耗增大，降低识别能力。因此，射频天线自适应阻抗匹配已成为一个亟待解决的问题。本文提出了～种基于遗传算法的射频天线自适应阻抗匹配方法：综合比较了工程中射频段常用的几种阻抗匹配方法，提出选用无源Ⅱ型网络作为匹配网络实现阻抗变换，不仅解决了传统L型匹配网络存在匹

5、配禁区的问题，匹配精度也能得到保证；而且结构简单搜索空间仅为3维，极大减少了算法的复杂度使匹配算法的实时性成为可能。分析了射频窄带情况下的阻抗匹配，将窄带匹配近似等价为其频率中心点处的阻抗匹配问题。在此基础上，提出了基于浮点遗传算法(FloatingGeneticAlgorithm，FGA)的自适应阻抗匹配方法。与标准遗传算法(SimpleGeneticAlgorithm，SGA)相比，FGA不仅省去了SGA中繁琐的编码及解码过程，解决了SGA编码长度不够造成的“Hamming悬崖”问题，且FGA算子更灵活，寻优效率更高。对

6、于射频宽频情况下的阻抗匹配，借鉴了驻波比法及实频法在处理宽频问题时的简化思想，将此简化为其频带内N个等距频率点的综合匹配问题。由于FGA在解决匹配问题时，算法易出现“早熟"。为解决上述问题，本文提出了基于分层遗传算法(MultilevelGeneticAlgorithm，MLGA)的宽频自适应阻抗匹配方法。MLGA利用了异步并行的原理，模拟自然界中多种群共同竞争的进化过程。分层机制的引入，保持了个体的多样性，从而克服了SGA和FGA在进化过程中由于个体趋同导致的“早熟’’问题。针对高频情况下，射频电感中出现的非理想性因素，本

7、文给出了2GHz下两种电感的实际模型(简单实际模型和IC模型)。分析其中寄生电阻对匹配结果所造成的影响。关键词：自适应；射频天线；阻抗匹配；遗传算法Il硕士学位论文AbstractRFID(RadioFrequencyIdentification，RFID)isadevelopingautomaticidentificationtechnologystemmingfrom90sinthe20thcentury．Non-contactandtwo-waycommunicationsareadoptedtoobtaineffic

8、iencyobjectidentificationanddataexchange．AstheRFIDreader’Smoving，theinductanceofantennaandimpedancevariabilitywillleadtotransmissionpowerloss，and