基于电容加载的UHF-RFID近场长天线设计

针对近场长天线的电流相位分布空间跨度大这一难点,设计了一款基于多电容加载的超高频(Ultra-high frequency,UHF)频段近场长天线。通过对长度为250mm微带传输线在间隔48.8mm处分段加载1.6pF电容,利用电容对电流的相位补偿作用改善了天线近场均匀性。在端口增加金属匹配枝节及负载电阻进行阻抗匹配。仿真及实测表明,该长天线回波损耗在918~933 MHz频段内低于-10dB,长天线正上方300mm处近场场强差值最大仅为3.2dB,天线正上方不同位置处最大读取距离差值波动不超过95mm,验证了该天线良好的近场均匀性。搭建射频识别(Radio frequency identification,RFID)系统并进行测试,进一步验证该款长天线在近距离RFID系统中的实用性。

超高频射频识别近场系统互耦效应中频率偏移研究

在超高频射频识别(UHF RFID)系统近场(NF)密集标签应用中,由于微带标签天线的结构特点,传统线圈间互阻抗表达式在预估系统频率偏移等互耦效应问题方面误差较大,精确性不够。首先,基于变压器模型,从无线电能传输的角度推导了近场密集标签间的互阻抗表达式。然后,结合近场电感耦合型标签,通过建立电磁仿真模型间接获取有关电气参数值。最后,验证推导公式并从影响双标签间互阻抗的环境因素角度去研究UHF RFID近场频率偏移问题。测试结果表明,当标签间距小于30 mm时,推导的互阻抗表达式应用于频率偏移计算误差范围为1.6～7.3 MHz。研究结果为基于标签间互阻抗预估UHF RFID近场标签间的互耦效应问题提供了参考依据。

对数周期偶极子结构的新型近场均匀天线

为满足超高频射频识别阅读器近场天线对宽频带内均匀场分布的需求,将同向电流环和反向电流对两种技术结合,提出了一种中心馈电的多环天线。通过4个双面微带线馈电的弯曲四元印刷对数周期偶极子天线组成圆环阵列,易于获得宽频带阻抗匹配,并有效改善圆形区域均匀磁场分布。对天线进行了加工与测试,结果表明在799~971 MHz频率范围内|S 11|<-10 dB,覆盖全球通用超高频射频识别频段。当输入功率为30 dBm,在天线上方20 cm×20 cm×15 cm内实现对标签100%的读取率,最大的读取距离为22 cm。该天线结构简单,设计灵活,可通过增加对数周期天线个数增大识别区域,通过调整弯曲的偶极子单元个数改善识别区域的均匀场分布。

超高频RFID标签一致性的近场检测技术

超高频RFID标签一致性直接影响RFID系统中采集数据的识别率和准确率。采用接收信号强度指示RSSI(Received Signal Strength Indicator)技术及数理统计,采集标签反射信号强度,设定标准差阈值,作为标签一致性检测参数。研制弯折偶极子近场天线,实现0.1 mm近距离标签识读。利用屏蔽效应,在全自动卷筒式RFID标签套装上设置打点标识机构,对标签批量标记,可实现对柔性超高频RFID标签的高速、批量一致性检测。

特高频反向电流对结构参数分析与设计

对基于反向电流对(oppositely directed currents,ODCs)技术的特高频(ultra-high frequency,UHF)近场(near field)射频识别(radio frequency identification,RFID)阅读器天线的结构参数对两单元上电流分布的影响进行了深入的研究.天线的激励单元长度与工作频率给定时,寄生单元长度和两单元间距决定了天线两单元上电流相位差.当寄生单元的长度与两单元间距之间达到某一对应关系时,两单元上形成反向电流.在进行反向电流对设计时,天线的结构参数影响天线周围磁场分布,可根据实际所需要的磁场及识别区域的大小,灵活选择寄生单元的长度及其对应的单元间距.当两单元间距较小时,寄生单元长度取λ/2为宜;当两单元间距较大时,寄生单元长度的取值范围也较大.最终给出两组设计实例验证了该设计方法的合理性.