偶极子RFID标签天线研究
偶极子RFID标签天线研究概要

第6卷第14期2006年7月1671—1815(200614—2129—03科学技术与工程Science Technology and EngineeringV01.6No.14Jul.2006⑥2006Sci.Tech.Engng.偶极子RFID标签天线研究赖晓铮赖声礼张瑞娜(华南理工大学电子与信息学院,广州510640摘要偶极子天线是RFID标签天线中应用最广泛的一类天线结构.对半波偶极子及弯折偶极子RFID标签天线进行了分析和仿真,并比较了弯折偶极子天线的形状参数对其性能的影响。
仿真结果表明,在保持天线效率的前提下,与半波偶极子相比,弯折偶极子天线具有更好的尺寸缩减特性。
关键词半波弯折偶极子天线RFID中图法分类号TN821+.4:文献标识码B射频识别(RFID技术是利用电磁感应或微波能量进行非接触的双向通信的自动识别技术。
RFID 标签依靠反射调制无线电波与阅读器通信.标签天线结构对其性能有至关重要的影响[--。
以往.人们提出了分形天线E2]、环天线[3]等天线结构来实现RFID 标签天线的尺寸缩减。
但上述天线的效率较低.且构造相对复杂。
偶极子天线具有结构简单、效率高的优点。
被广泛应用于RFID标签天线的设计。
本文在半波偶极子天线基础上。
提出了具有尺寸缩减特性的弯折偶极子标签天线结构,并分析了其弯折次数对标签天线谐振频率和输入阻抗的影响。
图2中,半波偶极子天线在915MHz处天线的|s。
为一16dB,最大增益为2.07dB。
S。
,dB‘N1'。
\●_-●,、、7’≮7‘{≯{≯专j t、,‘1半波偶极子标签天线特性的研究图2半波偶极子天线的反射系数s。
图915MHz半波偶极子微带天线如图1所示:天线两臂长度2L=133mm.馈线长度矗=10mm。
图1半波偶极子标签天线用矩量法对半波偶极子天线进行仿真.得到如图2所示的天线反射系数图和图3所示的方向图。
在2006年1月25日收到广东省科技攻关项目(2003C40406及珠海市科技攻关项目(PC200320010资助第一作者简介:赖晓铮,男,华南理工大学电路与系统专业博士生,研究方向:RFID天线和射频电路。
RFID标签天线及北斗四臂螺旋天线研究

摘要RFID(Radio Frequency Identification)无线射频识别技术在近几年发展迅速并逐渐广泛应用,它是由电子标签(Tag/Transponder),读写器(Reader/Interrogator)及中间件(Middle-Ware)三部分组成的一种短距离无线通信系统。
在RFID系统中,天线位于系统的最前端,是RFID系统的重要组成部分,天线结构大小,阻抗,带宽,极化方式,增益等都直接影响着系统的正常运行,天线的参数质量好坏,对整个射频识别系统的性能有着重要的影响。
近年来,我国的北斗卫星定位系统(CNSS)不断成熟,已经发展成为全球四大卫星定位系统之一。
目前开放的北斗系统上行L频段为1610-1626.5 MHz,下行S频段为2483.5-2500 MHz。
与当前占领市场主导地位的GPS系统而言,北斗系统有自己独特的优点。
它同时具备定位与通信双重功能,无需其它通信系统支持,而GPS系统只能定位。
随着我国卫星导航定位需求的增加,研究工作于北斗系统的全双工圆极化天线有着十分重要的意义。
其中,四臂螺旋天线可以获得性能优良的圆极化半球波束以及紧凑的结构和优良的环境适应性, 使它在卫星定位系统中有着广泛的应用。
本文首先概述了无线射频识别技术以及北斗卫星定位系统的相关知识,接着讨论了RFID标签天线以及圆极化四臂螺旋天线的研究现状。
第二章介绍了天线的基本参数,RFID射频识别技术中的标签天线以及圆极化天线的基本理论,作为后续研究工作的理论基础。
在第三章RFID标签天线的设计中,首先通过引入电感耦合馈电,设计了一种可以在两个RFID系统频段915MHz和2.45GHz上都能够实现与芯片复阻抗进行匹配的RFID标签天线;然后依据对天线雷达散射截面RCS的分析,提出了一种标签天线的最大RCS差值设计方法,提高了系统的稳定性。
最后在第四章中,为了满足北斗系统手持终端设备的需要,设计了一种北斗组合四臂螺旋天线,该天线收发一体,结构紧凑,能够满足北斗系统的参数要求。
新型贴片偶极子UHF RFID标签天线的设计

际 生 产 和应 用 的 具 体 要求 。 关 键 词 :R F I D ̄标 签 天 线 ; 软质薄膜 ; 阻 抗 匹 配
中 圈分 类 号 :TN 8 2 文 献 标 识 码 :A 国 家标 准 学 科 分 类 代 码 :5 1 0 . 1 0 1 5
De s i g n o f a n e w p a t c h di p o l e UHF RFI D a nt e n n a
Ab s t r a c t : To s a t i s f y t h e p r a c t i c a l r e q u i r e me n t s , t h e p a p e r p r o p o s e s t h e d e s i g n o f a mi n i a t u r i z e d s o f t f i l m UHF b a n d RFI D t a g a n t e n n a . Th e c o n f i g u r a t i o n o f t h e a n t e n n a u t i l i z e s a t y p i c a l T- s h a p e d ma t c h i n g s t r u c t u r e , a n d a c c o r d i n g t o t h e
弯折线偶极子射频识别标签天线设计方法研究

dn f ao ( FD) et ct n R I i i i
1 引 言
RI FD技 术是 一 种 利 用 射 频 技 术 实现 的非 接 触 式 自动 识
艺 简 单 , 辐 射 效 率 较 高 的 弯 折 线 偶 极 子 天 线 ( A) 为 但 MD 成 R I 签 天 线小 型化 的 一 种 理 想 选 择 J 国 内 外 对 弯 折 FD标 。
be a s ft i eaiey hih r da in e ce c n malsz A eh d ha e n p o o e e e ty t ba n te c u e o herrl t l g a ito f in y a d s l ie. m t o s b e r p s d r c n l o o ti h v i rsn n e o a t ̄e ue c fa M DA y c l ua ig is idu tn e. Ac o d n o t i to q n y o b ac ltn t n ca c c r i g t hs meh d,t e r s n n haa trsi so h e o a tc rce itc f M DA a e c l ua e y t erp sc ldme ins Ho v r,t i t o ss v r ld s d a tg s i si tn c n b ac lt d b h i hy ia i nso . we e hs me h d ha e ea ia v na e n e tma ig
UHF频段RFID天线的小型化设计与分析

UHF频段RFID天线的小型化设计与分析一、综述随着无线通信技术的飞速发展,RFID(无线射频识别)技术已广泛应用于各个行业,从物流追踪、库存管理到门禁系统等。
特别是在UHF(超高频)频段,RFID系统的读写距离和读取速度得到了显著的提升,使其成为物联网领域备受关注的通信技术之一。
RFID系统主要由RFID阅读器(读写器)和RFID标签(电子标签)组成。
在UHF 频段,RFID阅读器和标签之间的能量传输主要依赖于天线。
传统RFID 天线由于尺寸大、损耗大等问题,在实际应用中逐渐暴露出性能不足的问题。
对UHF频段RFID天线进行小型化设计与分析显得至关重要。
天线的工作原理与性能参数:首先介绍RFID天线的基本工作原理,以及影响其性能的主要参数,如增益、驻波比、效率等。
小型化设计方案:探讨在UHF频段实现RFID天线小型化的各种途径,包括采用截断正方形贴片天线的SRR负载的超材料、开槽环谐振天线、截断正六边形贴片天线等。
同时将几种方案应用于实际中评估性能。
性能分析: 讨论在上述小型化方案中,如何优化设计以提高天线的性能,如提高方向性、减少互扰、降低损耗等,并分析这些方法在实际应用中的优势和局限性。
仿真实验与实际测试:通过使用电磁场仿真软件对小型化RFID天线进行初步设计估计,然后通过实际制作和测试对比实验数据,来验证改进方案的有效性和可行性。
_______技术简介RFID(Radio Frequency Identification,射频识别)技术是一种基于无线射频通信的非接触式识别技术。
它通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据,而无需建立机械或光学接触。
RFID系统通常由标签(Tag)、读取器(Reader)和后端管理系统组成。
在RFID应用中,当标签进入阅读器的射频场范围内时,标签会自动激活并与读取器进行通信。
标签内包含了可编程的存储器和天线,用于存储信息、识别码以及接受命令。
读取器发送的无线电波能量会激发标签内的电路,使其能够传输存储在其中的唯一识别信息。
偶极子天线研究方法

偶极子天线研究方法
偶极子天线是一种广泛应用于无线通信中的天线类型,其结构简单、性能稳定、易于制造,因此被广泛应用于各种通信系统中。
为了研究偶极子天线的性能和优化设计,需要采用一定的研究方法。
偶极子天线的研究方法主要包括以下几个方面:
1.理论分析:通过建立偶极子天线的电磁场模型,推导出其辐射特性、阻抗匹配等性能参数的计算公式,以及优化设计的基本原理。
2.仿真模拟:通过电磁仿真软件,如Ansys、HFSS等,对偶极子天线的电磁场进行数值模拟计算,得到其辐射特性和性能参数。
3.实验测试:通过实验测试,测量偶极子天线的辐射特性、阻抗匹配、功率传输等性能参数,验证理论分析和仿真模拟的结果,并对偶极子天线的优化设计提供实验依据。
4.优化设计:结合理论分析、仿真模拟和实验测试的结果,对偶极子天线的结构参数、材料特性等进行优化设计,以达到更好的性能指标。
在偶极子天线的研究中,理论分析、仿真模拟、实验测试和优化设计是相互补充的,需要综合运用来实现对偶极子天线的全面研究和优化设计。
- 1 -。
RFID偶极子天线设计与仿真

泉州师范学院毕业论文(设计)题目 RFID偶极子天线设计与仿真物理信息工程学院电子信息科学与技术专业 07 级1班学生姓名连劲松学号 070303044指导教师余燕忠职称副教授完成日期 2011年4月教务处制RFID偶极天线的设计和分析物理信息工程学院电子信息科学与技术专业 070303044 连劲松指导教师:余燕忠副教授【摘要】:RFID偶极天线因其具有结构简单且效率高的优点,且可以设计成适用于全方向通讯的RFID 应用系统,已成为RFID标签天线应用最广泛的天线结构。
本文基于Ansoft HFSS平台上,主要对RFID中常用的不同结构的偶极天线进行分析与设计,并且分析影响天线性能的因素,具有很强的实用性。
【关键词】:射频识别;偶极天线;RFID标签目录摘要 (1)0.引言 (3)1.RFID的发展状况 (3)1.1发展历史 (3)1.2国内外研究现状 (4)2.RFID的理论基础 (4)2.1RFID的工作原理 (4)2.2RFID系统中的天线的作用 (5)3.RFID系统中的天线类型 (5)3.1线圈天线 (5)3.2缝隙(微带贴片)天线 (7)3.3偶极子天线 (7)4.本文任务要求 (8)5.偶极子天线仿真设计与分析 (8)5.1半波偶极子天线 (8)5.2弯折偶极子天线 (11)5.3折合偶极子天线 (15)5.4变形偶极子天线 (17)6.影响偶极子天线工作性能的因素 (19)7.总结 (20)7.1设计中出现的问题及处理 (20)7.2设计感想 (20)参考文献 (21)致谢 (22)0.引言射频识别技术(Radio Frequency Identification ,简称RFID)是从二十世纪九十年代兴起的一项自动识别技术。
它利用无线射频方式进行非接触式的双向通信,可达到识别并交换数据的目的[1]。
与传统的接触式识别技术不同,RFID系统具有传输速率快、大批量读取、防冲撞等特点,随着射频识别技术的成熟,RFID技术广泛的应用于物流、交通、零售、医疗等领域[1]。
9种RFID标签天线的设计方案

9种RFID标签天线的设计方案RFID电子标签又称射频标签;阅读器又称为扫描器。
电子标签与阅读器之间通过耦合元件实现射频信号的空间(无接触)耦合;在耦合通道内,根据时序关系,实现能量的传递和数据交换。
RFID标签天线是RFID电子标签的应答器天线,是一种通信感应天线。
一般与芯片组成完成的RFID电子标签应答器。
这一技术已被广泛应用于工业自动化、商业自动化等领域中。
本文为大家介绍的是电子标签的标签天线的设计方案汇总。
偶极子RFID标签天线的优化设计与研究本文对无源RFID标签半波偶极子天线总体的设计方法进行了讨论,提出了一种应用于868~915MHz的RFID标签天线的优化设计方案,并通过图形分析了天线的阻抗特性及RFID标签功率接收效率。
用这种方案制作的半波偶极子天线简单、方便且费用低廉,可以使天线达到较高的输入阻抗来实现与一些 RFID标签的匹配,从而有效提高RFID标签的功率接收效率。
基于Hilbert分形结构的标签天线设计本文设计的分形天线只影响谐振频点的下降,但不会影响各个谐振频点的相对位置,具有多谐振点特征,多个谐振频率之间的关系是由分形的结构确定的,而不是由材料的介电常数和介质厚度确定的。
相对介电常数和材料的厚度对天线的辐射方向图和天线增益不产生影响,这种性质也可用于天线小型化的设计中。
金属表面UHFRFID标签天线设计针对目前金属表面用超高频RFID电子标签的应用需求,结合PIFA天线的基本理论以及现有的标签技术,设计了一款UHF抗金属标签天线,天线采用的印刷结构使得生产工艺简化,生产成本低廉。
通过对天线大量的仿真和实测,论证了该天线具有高增益、远距离等特点,是一款能够真正应用于金属表面的标签天线。
一种UHF频段RFID标签天线设计方案本文设计了一种UHF频段RFID标签天线。
在微带矩形天线理论基础上,改进了E型开槽天线的结构,用微带线侧馈代替了背馈方式,使天线与芯片能良好地匹配,并通过获得双谐振频率扩大了带宽。
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1 半波偶极子标签天线特性的研究
915 MHz半波偶极子微带天线如图1所示: 天线 两臂长度2L=133 mm, 馈线长度h=10 mm。
由图5、图6和表1的仿真结果 显示,在不改 变弯 折偶极子天线两臂长度下, 用增加弯折次数的方法 可有效地降低天线的谐振频率, 控制天线的输入阻
图6 弯折次数n=4的弯折线偶极子天线的方向图
表1 弯折偶极子天线参数列表
N 天线总长 谐振频 度/mm 率/MHz
谐振点 谐振点S11 谐振点增 电阻/Ω 参数/dB 益/dBi
0 133
915 57.7- j0.77 - 22.87 2.07
1 173
811 45.15+j0.63 - 25. 38.17+j2.63 - 17.24 1.86
3 253
673 33.14+j2.77 - 13.75 1.72
4 293
615 29.57+j4.57 - 11.61 1.55
射 频 识 别 ( RFID) 技 术 是 利 用 电 磁 感 应 或 微 波 能量进行非接触的双向通信的自动识别技术。RFID 标签依靠反射调制无线电波与阅读器通信, 标签天 线结构对其性能有至关重要的影响[1]。以往, 人们提 出 了 分 形 天 线 [2]、环 天 线 [3] 等 天 线 结 构 来 实 现RFID 标签天线的尺寸缩减。但上述天线的效率较低, 且 构造相对复杂。
ZHANG Qingfeng, TANG Liwei, ZHENG Haiqi, FAN Zhaojun
( Center of Weapon Testing, Ordnance Engineering College, Shijiazhuang 050003)
[ Abstr act] The design technique of measure instrument base on rifled structure and small caliber steel tube are introduced. This design technique overcomes the measuring difficulty of rifled structure and small inner diameter. Moreover ensuring veracity and reliability of measuring, this structure shows nicer stability, in a sense this special structure offer potent secure. [ Key wor ds] rifle measure inner diameter
抗; 并且与半波偶极子相比, 弯折偶极子天线的方 向图基本保持不变。如果要保持相同的谐振频率, 则 n=4 的 弯 折 偶 极 子 天 线 的 两 臂 长 度 2L约 为 60.4 mm。
3 结论
与半波偶极子天线相比, 弯折偶极子天线结构 具有理想的尺寸缩减特性, 通过改变弯折次数, 可 以有效地调整天线谐振特性。运用弯折偶极子天 线, 可以有效地实现工作在915 MHz谐振频率的小 型化RFID标签天线。
参考文献
1 [ 德国] 芬·肯策勒, 著. 游 占 清 , 译. 射 频 识 别(RFID)技 术 , 无 线 电 感应的应答器和非接触IC卡的原理与应用. 北京: 电子工 业 出 版 社, 2001
2 Peter J. Fractal antenna design for RFID applications. Antennas and Wireless Propagation Letters, 2002; 1( 3) : 74—76
图4 弯折偶极子天线结构图 用矩量法仿真, 研究当弯折偶极子的两臂长度
2L和馈线长度h保持不变时, 弯折偶极子天线的反 射系数及方向图随弯折次数n的变化关系。得到如 图5所示的弯折偶极子反射系数图, 和图6所示的弯 折线偶极子方向图。
图5 弯折偶极子天线S11图
表1列出了不同弯折次数天线的总长度、谐振 频率、谐振点阻抗、参数及增益。
5 国防科学技术工业委员会. GJB. 火炮静态检测方法. 1997
6 Analog Device Inc. High Speed Design. Seminar, 1989 7 徐徽. 机械强度的可靠性设计. 北京: 机械工业出版社, 1984 8 Hauge E B. Probabilistic mecbanical design. John Wiley and Sons,
第一作者简介: 赖晓铮, 男, 华南理工大学电路与系统专业博士生, 研 究方向: RFID天线和射频电路。E- mail: tomsoka@tom.com。
图3 半波偶极子天线的方向图
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科学技术与工程
6卷
2 弯折偶极子标签天线特性的研究
本文提出一种尺寸缩减特性的弯折偶极子天 线: 图4给出了弯折次数n分别为0, 1, 2, 3, 4的几种 弯折线偶极子天线结构, n=0即是半波偶极子天线。 天线两臂的长度为2L=133 mm, 馈线长度h=10 mm。 在弯折偶极子天线臂上的各个线元长度及间隔相 等, 均为h=10 mm。
1980 9 邱宣怀, 郭可谦, 等. 机械设计. 北京: 高等教育出版社, 1989
Machine Design of Inner Diameter Measur e Instr ument Based on Rifled Str uctur e and Small Caliber Steel Tube
3 张志振, 罗永志, 箫保成, 岑裕洲. 射频辨识技术之标签天线设计. 2004海峡两岸三地无线电科技研讨会论文集, C1: 26—31
4 张纲, 马庆容, 沈磊, 俞军. 射频识别技术的现状和发展研究. 半 导体技术, 2004; 29( 4) : 6—9
14期
赖晓铮, 等: 偶极子RFID标签天线研究
[ Abstr act] The dipole antenna is the most popular type applied as RFID tag antennas. Half - wave dipole antenna, and meander- line dipole antenna are analyzed, and influences of physical parametersd of meander- line dipole antennas on their performances are compared. It is demonstrated that, to the half- wave dipole antenna, meander - line dipole antenna has the better feature of miniaturization while maintaining the required radiation efficiency. [ Key wor ds] half- wave meander- line dipole antenna RFID
第 6 卷 第 14 期 2006 年 7 月 14期1671 - 1815 ( 2006) 14 - 2129 - 03
科学技术与工程
赖S晓cie铮nc, e等T:e偶ch极nol子ogRyFaInDd标E签ng天ine线er研ing究
Vol. 6 No. 14 Jul. 2006 c 2006 Sci. Tech. Engng.
2131
Resear ch of the Dipole RFID Tag Antenna
LAI Xiaozheng, LAI Shengli, ZHANG Ruina
( School of Electronics and Communication, South China Polytechuical University, Guangzhou 510640)
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
( 上接第 2112 页)
3 马宏, 李明亮, 等. 火炮内膛形廓在线光电检测技术. 半导体光 电, 1996; ( 6) : 23—25
4 国防科工委司令部教育训练部. 火炮静态测量设备原理及其应 用. 1987
偶极子RFID标签天线研究
赖晓铮 赖声礼 张瑞娜
( 华南理工大学电子与信息学院, 广州 510640)
摘 要 偶极子天线是RFID标签天线中应用最广泛的一类天线结构, 对半波偶极子及弯折偶极子RFID标签天线进行了分析和 仿真, 并比较了弯折偶极子天线的形状参数对其性能的影响。仿真结果表明, 在保持天线效率的前提下, 与半波偶极子相比, 弯 折偶极子天线具有更好的尺寸缩减特性。 关键词 半波 弯折 偶极子天线 RFID 中图法分类号 TN821+.4; 文献标识码 B
图2中, 半波偶 极子天线在915 MHz处天线的S11为 - 16 dB, 最大增益为2.07 dB。
图2 半波偶极子天线的反射系数S11图
图1 半波偶极子标签天线 用矩量法对半波偶极子天线进行仿真, 得到如
图2所示的天线反射系数图和图3所示的方向图。在
2006年1月25日收到 广东省科技攻关项目( 2003C40406) 及珠海市 科技攻关项目( PC200320010) 资助