一种圆柱形滚动抗金属RFID标签天线的设计

设计了一种可以在金属表面上任意滚动的超高频射频识别(RFID)标签天线。标签天线基于倒F天线,采用呈圆柱状布局的六个曲面臂,其中三个曲面臂通过馈电面与标签芯片的一端相连,另外三个曲面臂通过接地面与标签芯片的另一端相连,天线圆形短路面连接着六个曲面臂。标签天线在金属面上任意滚动时,都具有稳定的工作性能。标签天线直径为12 mm,长度为67 mm,在有效全向辐射功率为3.28 W条件下,实测最大识别距离达到6.2 m。所提出的标签天线具有紧凑的尺寸、良好的读取范围以及可以在金属表面上滚动工作的优势,适合应用于复杂工业物联网环境下的RFID系统中。

无源超高频抗金属标签天线设计方法综述

射频识别(RFID)技术的不断发展,对标签天线提出了更高的要求。普通标签天线直接应用于金属表面时,由于受到金属边界的影响,其性能会出现一定程度的下降。详细介绍了4种无源超高频抗金属标签天线的设计方法,包括调整天线与金属面的间距、采用吸波材料、引入高阻抗表面基板、采用平面倒F天线(PIFA)或微带天线结构,并分析了每种方法的优缺点及其对标签天线的阻抗匹配、带宽、尺寸、识别距离以及成本等方面的影响。微带贴片天线不仅具有低剖面、高方向性等优点,而且含有金属接地板,常用作抗金属标签天线的设计原型。在抗金属标签天线的设计与实际应用中,研究者可针对具体要求灵活运用这些设计方法。

一种小型UHF RFID抗金属标签天线的设计

针对射频识别标签天线小型化、抗金属环境的实际需求,提出了一种可应用于金属环境的超高频射频识别标签天线。通过在矩形贴片上开槽来实现小型化,天线总尺寸为56 mm×50 mm×1.6 mm。通过改变槽的尺寸调节标签天线的输入阻抗,结合等效电路图分析抗金属标签天线的设计过程,从而方便地实现与标签芯片的共轭匹配。实验结果表明,实测和仿真结果比较吻合,标签阻抗匹配良好,实测最大读取距离达3.1 m。与其他标签天线相比,该天线具有结构简单、成本低、易于实现和读取距离远等优势。

卷烟包装用UHF RFID抗金属标签天线的设计

为了对内含铝箔的卷烟包装进行防伪识别,设计了一种无源超高频射频识别(UHF RFID)抗金属标签天线。该天线结构简单,可印刷于烟盒表面,并能与包装的金属拉线结构一体化,增强标签的防伪性能。采用Ansoft HFSS软件建模仿真,分析了主要结构参数的变化对标签天线输入阻抗的影响。优化后的结果表明,该天线具有较高的增益、较远的读取距离、良好的方向性和阻抗匹配特性,且带宽能够覆盖915 MHz UHF RFID频段范围。制作标签样品并进行实际测试,结果表明:实测与仿真结果较吻合,读取距离可达8 m,能够满足实际应用的需求。

一种紧凑的UHF RFID抗金属标签天线的分析和设计

提出了一种可应用于金属环境的超高频射频识别标签天线。通过在圆盘贴片上开槽来实现小型化,天线总尺寸为76 mm×76 mm×3.2 mm。设计的天线采用单层结构的FR4基板,天线结构简单并不需要过孔及销钉。通过改变槽的尺寸可以有效地调节标签天线的输入阻抗,从而方便地实现与标签芯片的共轭匹配。实验结果表明:实测和仿真结果比较吻合,标签阻抗匹配良好,实测最大读取距离达6.8 m。与其他标签天线相比,该天线具有结构简单、成本低、易于实现和读取距离远等优势。

一类平面UHF RFID抗金属标签天线的设计

针对超高频(ultra-high frequency,UHF)射频识别(radio-frequency identification,RFID)标签天线在物流领域中的实际应用,设计一类可工作于金属表面的平面UHF RFID标签天线。此标签天线由辐射贴片、弯折开路短截线、介质基板和金属接地板组成,不需要短路墙或短路通孔将辐射贴片与接地板相连,更易于加工。与常用的直开路短截线结构相比,采用弯折开路短截线结构不仅可以对标签天线的阻抗进行更有效的调节,而且能够显著地减小辐射贴片的尺寸。利用曲流技术原理在辐射贴片上开槽,实现天线的小型化。仿真结果表明,此标签天线(尺寸为20 mm×80.5 mm×2 mm)阻抗匹配良好,而且将其置于20 cm×20 cm的金属表面上,实测得到其最大阅读距离可达到为9 m。与其他标签天线相比,此类天线具有阅读距离远、尺寸小、结构简单和成本低等优点,有潜在的实际应用前景。

RFID超薄抗金属标签天线设计

设计了一款UHF频段RFID超薄抗金属电子标签天线,该天线采用Koch分形结构实现小型化。天线采用FPC材料作为标签天线的介质基板,厚度仅为0.25 mm。其良好的柔韧性使其能用于有共形要求的场合。仿真和测试表明,提出的天线具有较宽的带宽（900-930 MHz）、相对高的增益（约–10.7 d B）、较高的天线效率及较大的阅读距离（约3 m）,可应用于物联网中对金属物体的管理。

超薄高增益UHF抗金属标签天线设计

设计了一款超薄的高增益UHF抗金属标签天线。标签天线以高介电常数的陶瓷为介质基板,由上层带有双T型槽缝的金属贴片、介质基板和下层金属贴片组成,天线平面尺寸为80 mm×40 mm,厚度仅为0.8 mm。天线结构简单,不需要短路通孔、短路销钉或短路贴片将天线上层贴片与地板相连,通过改变天线上层贴片T型槽缝的尺寸,可以对标签天线阻抗进行有效调节,并实现天线的低剖面。天线未加金属地板最大增益为3.4 d Bi,加载金属地板最大增益为6.9 d Bi,且加载金属地板前后天线的中心频率和阻抗带宽无明显变化。实际测试结果与仿真结果比较吻合,实测未加载金属地板状态下最大识别距离为4.5 m,加载金属地板状态下实测最大识别距离为6.8 m。

一种新型UHF RFID抗金属标签天线的设计与分析

提出了一种用于金属物体的超高频射频识别标签天线,该天线适用于多标准超高频射频识别系统。采用在偶极子结构上增加环形微带线来增大输入阻抗,极大地提高了标签天线的增益特性。利用电磁仿真软件分析了天线性能,仿真与测试结果吻合良好。整个天线的面积为100 mm×40 mm,由于采用表面印刷结构,使得标签成本低廉、易于批量生产。

一种小型化UHF RFID抗金属标签天线的设计

针对射频识别（RFID）标签天线小型化、抗金属环境的实际需求，利用PIFA天线的设计原理和开槽线技术，设计了一种基于微带天线结构的抗金属标签天线，将原有标签尺寸缩小近2／3，该标签天线工作频段为860．960MHz，尺寸约30mm×30min×4mm，置于180mm×180mm的金属板上，增益大小为3dBi左右，频段内驻波小于1．5，满足了标签小型化、抗金属、低成本的要求。

UHF频段超小型RFID无源抗金属标签天线设计

提出了一种超小型UHF频段无源RFID标签抗金属环境的技术方案。采用高介电常数介质并通过开槽增加电长度,设计中考虑了环境金属物体对标签天线的影响,采用CST MWS软件建立模型并分析了标签天线主要尺寸的变化对标签天线阻抗与所采用的RF芯片阻抗的匹配影响,对造成阻抗变化明显的变量进行调整以获得可接受的阻抗匹配程度。采用网版印刷银浆制作了标签样品并进行实际测试。实验结果表明:实测与仿真结果比较吻合,标签阻抗匹配良好,实测读取距离大于2m满足实际使用需要,标签尺寸仅为12mm×7mm×3mm,可应用于物联网中小型金属物件的管理。

超高频短路环偶极子抗金属标签的设计与分析

针对射频识别(RFID)标签抗金属性的实际需求,结合短路环偶极子天线辐射能力较强、制造简单、成本低、防静电且适宜阻抗匹配等优点,设计了一类短路环偶极子抗金属标签。设计中将标签天线制作在具有良好辐射特性、成本低廉、材质为FR-4的基板上,减小金属环境吸收电磁波对天线辐射的干扰,使短路环偶极子标签具有抗金属性;同时在短路环偶极子天线中引入阻抗臂,通过阻抗臂对短路环偶极子天线进行阻抗匹配及优化。经过仿真实验及测试其结果表明,所设计标签具有良好的抗金属性和阻抗匹配特性。

UHF频段抗金属标签天线的分析与设计

抗金属标签天线设计是RFID研究的热点及难点,文中设计并研究了一种UHF频段陶瓷基片抗金属标签天线,对天线的回波损耗和阻抗进行了测量,在905-925 MHz内,S_（11）〈-20 d B,在良好匹配的同时还具有全向性辐射的特性,与仿真结果相吻合,而且陶瓷基片保证了良好的耐热性,这意味着天线在恶劣环境下仍能保持良好的性能。

小型化低剖面UHF RFID抗金属标签天线设计

针对超高频抗金属射频识别(RFID)标签的小型化和低剖面需求,提出了一种可用于金属表面的超高频RFID标签天线,其尺寸为50 mm×20 mm×0.9 mm。该设计采用CST MWS软件进行建模仿真,分析了嵌入式馈电结构尺寸变化和矩形开槽尺寸变化对标签天线输入阻抗的影响,并调整相应参数以达到标签天线输入阻抗与芯片阻抗的共轭匹配。实测结果表明,标签天线输入阻抗与芯片阻抗匹配良好,在910 MHz处有最大实测阅读距离为4.3 m,且具有小尺寸和低剖面,可应用于物流、医疗、零售等多种领域的金属场景。

一种柔性抗金属标签天线的设计

针对平面结构标签应用于弯曲物体表面天线性能受到严重影响的问题,研究一种柔性抗金属标签,在天线发生圆弧形弯曲时,天线工作频率变化不敏感并且满足RFID系统对读取距离的要求。分析影响标签天线设计的关键参数,利用电感耦合馈电,方便在工作频率(即915 MHz)条件下与芯片阻抗共轭匹配,通过对辐射贴片开槽并加载矩形贴片的方式减少弯曲对天线性能的影响。基于HFSS仿真软件,建立弯曲天线模型,并利用MATLAB对仿真数据进行处理,仿真结果表明天线弯曲时工作频率变化在5 MHz以内,功率传播系数大于0.5,读取距离大于2.5 m,满足实际的使用要求。

小型化折叠型RFID抗金属标签天线的设计

设计一种小型化折叠型超高频射频识别标签天线.天线由开槽的辐射贴片、 4个感性短接面和两片金属接地板组成.通过改变短接面尺寸及右侧短接面与接地面的距离,可以有效地调谐标签天线的谐振频率及其阻抗,总尺寸(L×W×h)为40 mm×40 mm×1.5 mm.实验结果表明:标签天线阻抗匹配良好,|S_(11)|<﹣10dB带宽为880~930 MHz.将标签天线放置于200 mm×200 mm的金属板上,4 W有效全向辐射功率条件下的最大实测阅读距离可达到11.2 m.该标签天线通过适当的开槽实现小型化,同时具有抗金属、识别距离远等优点,可较好地应用于工业物联网相关测量领域中.

一种滚动型抗金属超高频RFID标签天线的设计

提出一种滚动型抗金属超高频RFID标签天线。标签天线为正八边形柱状结构,四个天线辐射臂设计在正八边形的拐角处,其中一组相邻两臂通过馈电面与同轴线内导体相连,另一组相邻两臂通过接地面与同轴线外导体相连,标签天线芯片连接于同轴线的另一端。标签天线体积为76 mm×13 mm×13 mm。在金属面上滚动至各种放置状态时,天线中心频率变化范围为900~923 MHz,|S11|≤-10 dB的带宽为9~14 MHz,天线辐射效率均超过80%。该标签天线具有可以在金属背景环境中任意面滚动以及小型化、高效率等优势,适用于复杂工业物联网环境的RFID系统中。

一种小型抗金属UHF标签天线的研究与设计

为了满足实际的应用需求设计了一款小型化FR4板材的UHF频段RFID标签天线。天线的构形采用了加载变形的开口谐振环(SRR)的T形匹配结构,实现标签天线的小型化,并且根据实际要求将尺寸控制为48 mm×18 mm。利用HFSS天线仿真软件对所设计的天线进行仿真分析,结果表明该标签天线的回波损耗值及方向性均良好,说明其与特定的标签芯片之间有良好的阻抗匹配特性并且具有良好的辐射特性。天线的结构以及厚度还有其良好的工作特性说明其可以很好地满足抗金属场景的实际生产和应用的具体要求。

柔性Co_(2)Z铁氧体基板对UHF-RFID标签天线抗金属特性的影响

针对UHF-RFID标签天线在金属环境下镜像电流产生的电磁场与入射波相消,导致天线谐振频点偏移而无法正常读取的问题,利用Co_(2)Z铁氧体在UHF频段高磁导率、低介电/磁损耗的特性,采用在柔性天线基板中填充Co_(2)Z铁氧体的方法设计抗金属天线。通过改变电磁场传播方向的方式以削减金属表面反射波与入射波的相消作用,进而减小天线回波S_(11)参数吸收峰频率偏移。仿真结果表明:采用Co_(2)Z铁氧体作为天线柔性基板的填充材料,天线谐振频点移至904 MHz,并提升工作带宽至350 MHz,有效消除金属环境对天线的不利影响。

一种小型无源UHF抗金属标签天线的设计

设计了一款应用于超高频(UHF)频段的小型无源抗金属射频识别(RFID)电子标签天线。在一端端口封闭式小型微带天线的基础上,基板采用介电常数为22的微波介质陶瓷可以进一步减小天线尺寸,馈电方式为一端通过短路片接地的插入式馈电,通过对辐射贴片另一端加载短路片来实现宽频带。使用HFSS仿真软件进行天线设计,天线尺寸约为32 mm×24 mm×4 mm,置于200 mm×200 mm的金属板上,在860～960 MHz的工作频段内,S11<-15dB,阻抗匹配极好, MATLAB仿真的读取距离约为7 m。标签天线的整体设计满足小型化、抗金属、宽频带、低成本的设计要求。