论文总字数：15410字

目 录

摘要 Ⅰ

Abstract Ⅱ

一 绪论 6

1.1 研究背景 6

1.2 国内外研究现状 6

1.3 论文的主要工作与结构安排 7

二 RFID阅读器天线设计理论 7

2.1天线的主要电参数 7

2.1.1输入阻抗与驻波比 8

2.1.2频带宽度 8

2.1.3方向图 8

2.1.4增益系数 9

2.1.5极化 9

2.2 RFID相关原理 9

2.2.1 RFID系统的组成 9

2.2.2 RFID耦合原理 10

2.2.2.1电感耦合 10

三 同时用于远近场的RFID阅读器天线的设计 13

3.1阅读器天线设计原理 13

3.2天线结构 14

3.3 天线仿真优化 14

四 天线的加工与测试 19

4.1 天线的加工 19

4.2 天线的测试原理 20

4.3 测试结果与分析 21

五、总结 25

参考文献 25

致谢 27

同时用于远近场的RFID阅读器天线设计

颜凡

，China

Abstract: Radio Frequency Identification (RFID) technology is a technology that enables electromagnetic waves to recognize target information. With the increasing use of RFID technology, the application environment has become increasingly complex. Therefore, people have put forward higher requirements for RFID antennas, especially RFID reader antennas. One of the requirements is that the RFID reader antenna can work in both near-field and far-field conditions and meet the application requirements of complex electromagnetic environments. Taking this into consideration, this paper shows that how to study and design a new type of RFID reader antenna, which is a patch antenna and can work in both near and far fields. The radiating element of the antenna consists of two parts: a ring structure and a rectangular structure. The ring structure is used to read and write RFID tags in the near field, and the rectangular structure is used to read and write RFID tags in the far field. The antenna operates at 840MHz~866MHz and the reflection coefficient is less than 10dB, which is in line with Chinese UHF requirements.

Keywords - Radio Frequency Identification (RFID), UHF, Reader Antenna

一 绪论

1.1 研究背景

射频识别（RFID）是一种电磁波在变化的电场或磁场下，实现信息传输和识别的技术。它的发展较为悠久，详细的发展过程由表1给出。

表1.1 RFID发展状况

因为各国对RFID技术的标准有着不同的定义，这一情况导致各国RFID技术水平发展不均衡。以美国为首的西方发达国家已经有了自己的RFID技术标准，与之配套的硬件生产技术和软件技术相当成熟，能够形成一条完整的生产链。而我国因为国情等其他复杂历史原因，在RFID领域起步较晚，技术相对落后。

1.2 国内外研究现状

1.2.1国外研究现状

从技术层面上看，国外已经有着相当成熟的RFID技术和相关的生产流水线。首先，美国很早就已经建立EPCglobal标准，随后相关的软件和硬件紧紧跟随着RFID技术的脚步走在世界的前列。欧洲紧随紧跟随美国标准，软件和硬件水平也相当成熟，甚至在封闭系统这一块与美国达到同等水平。亚洲近些年只有日本拥有自己的UID标准，但是UID有着很明显的缺点：只适合国内生产商，与国际不匹配。日本提出的UID标准想要走向世界还有很长的路要走。

从生产能力上看，美国的TI、Intel等主流集成电路产商在RFID芯片开发上投入了大量的人力与物力。一些硬件生产商已经生产出相应的硬件。软件方面得到了IBM、微软和惠普的大力支持。就目前而言，不论在美国的交通领域、物流领域还是医疗领域，RFID技术已经基本普及。欧洲的菲尔普斯、ST Microelectronics大力开展关于RFID芯片的开发和研究；Checkpoint、诺基亚、SAP等支持RFID技术的系统的软件开发工作与硬件生产同步。日本在RFID技术这一块嗅觉很敏锐，在已有的电子标签领域开展工作，大力发展RFID技术。目前，日本关于RFID技术的研究越来越多的出现在知名的期刊文献上。

1.2.2国内研究现状

从技术层面来说，我国在RFID领域起跑就已经落后其他发达国家。相比于西方的发达国家甚至我们的邻国日本，我国的RFID技术差距较为明显。在门槛较低的低高频这一块，我国技术相对成熟有着相当可观的竞争力；在门槛较高的超高频这一块，我国起步较技术水平较为落后竞争力薄弱。尽管我国有着很多关于RFID技术的企业，但是并没有自己的核心技术。特别是在超高频这一领域，我国具有真正意义上自主产权的创新型企业几乎为零。

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