RFID技术及其射频天线的小型化设计

UHF频段RFID读写器天线小型化设计摘要：RFID天线通过贴片切角、挖方形槽以及接地板开十字形缝隙的方法来减小尺寸、实现圆极化和提高天线增益，通过对参数的优化仿真最终使天线轴比接近1dB，增益达到-0.69dB，尺寸比传统天线减小了21%，满足我国UHF 频段的要求。

关键词：RFID 微带天线圆极化贴片开槽小型化中图分类号：TP274 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2014）10-0138-02Abstract：RFID patch antenna by Cutaway，dig a square cross open ground plate groove and ways to reduce the size of the gap，to achieve circular polarization and increase the antenna gain by optimizing the parameters of the final simulation antenna axial ratio close to 1dB，gain of -0.69dB，reduce antenna size than the traditional 21% to meet the requirements of the UHF band.Key Words：RFID；microstrip antenna；circular polarization；slotted patch；miniaturization根据读写器的类型可以把读写器分为以下三种：固定式读写器、便携式读写器、手持式读写器。

对于固定式读写器而言，影响他的关键因素是如何有效地传送功率来延长电池寿命，而极化方式和读写范围并不是十分重要。

便携式读写器中的读写器天线在设计的过程中主要受到尺寸和重量的限制，因此设计出可应用于其中的轻型小型化读写器天线至关重要。

915MHz的微带天线，基于RFID的小型天线射频识别(RadioFrequencyIdenTIficaTIon，RFID)技术是一种利用射频通信实现的非接触式自动识别技术，近年来随着大规模集成电路、网络通信、信息安全等技术的发展.RFID已进入商业化应用阶段，其应用规模也快速增长。

一个RFID系统包括RFID读写器、RFID标签和软件3大组成部分。

所采用的天线主要分为标签天线和读写器天线两种。

标签天线是RFID系统中最易变的部分，并且其设计面临着小型化、低损耗和低成本的实际要求，所以优化设计标签天线在整个系统中占有重要地位。

微带天线以其体积小，重量轻，低剖面，易于加工以及电路继承性能优越等优点在通信领域得到了广泛的应用。

随着RFID技术的发展，对天线的尺寸要求越来越高，微带天线尺寸小，性能优越，因此，国内外学者对其的小型化，宽频，高增益等技术进行了大量细致而深入的研究。

但天线尺寸上的变化对天线性能影响巨大，天线性能会随自身尺寸的减小而变差，因此作为设计者，要在天线的各项参数中权衡最优方案，以达到设计目的。

文中设计了一款915MHz的微带天线并对其进行了结构优化，通过对贴片以及接地板开槽，完善了天线整体的参数性能，最终改进了天线的带宽，增益，尺寸。

1RFID天线特性在RFID系统中，一般包含阅读器天线和标签天线。

典型的工作频率有：125kHz、133kHz、13.56MHz、27.12MHz、433MHz、915MHz2.45GHz、5.8GHz，本文设计并仿真的天线为915MHz。

射频识别阅读器必须通过于阅读器天线来发射带有数据信息的电磁波，进而通过对该电磁场对电子标签进行识别。

所以，RFID天线要求低剖面，低成本，小型化等，有的领域还要求有多频特性。

随着射频识别技术的发展，RFID 天线也向着多功能、智能天线等方向发展。

决定RFID天线性能的参数主要有天线的输入阻抗，驻波比，回波损耗，增益以及波瓣的宽度。

RFID小型圆极化天线的设计18-12-21 17:32:46摘要：射频识别(Radio Frequency of Identificatio，RFID)是一种使用射频技术的非接触自动识别技术，具有传输速率快、防冲撞、大批量读取、运动经过读取等优势，因此，RFID 技术在物流与供应链管理、生产管理与控制、防伪与安全控制、交通管理与控制等各领域具有重大的应用潜力。

目前，射频识别技术的工作频段包括低频、高频、超高频及微波段，其中以高频以及超高频的应用最为广泛。

读写器[282篇]天线[245篇]射频识别(Radio Frequency of Identificatio，RFID)是一种使用射频技术的非接触自动识别技术，具有传输速率快、防冲撞、大批量读取、运动经过读取等优势，因此，RFID技术在物流与供应链管理、生产管理与控制、防伪与安全控制、交通管理与控制等各领域具有重大的应用潜力。

目前，射频识别技术的工作频段包括低频、高频、超高频及微波段，其中以高频以及超高频的应用最为广泛。

RFID系统主要由读写器(target)、应答器(RFID标签)以及后台计算机组成，其中，读写器实现对标签的数据读写以及存储，由控制单元、高频通信模块以及天线组成，标签主要由一块集成电路芯片及外接天线组成，其中电路芯片通常包含射频前端、逻辑控制、存储器等电路。

标签按照供电原理可分为有源(acTIve)标签、半有源(semiacTIve)标签以及无源(passive)标签，无源标签因为成本低、体积小而备受青睐。

RFID系统的基本工作原理是：标签进入读写器发射射频场后，将天线获得的感应电流经升压电路后作为芯片的电源，同时将带信息的感应电流通过射频前端电路变为数字信号送入逻辑控制电路进行处理，需要回复的信息则从标签存储器发出，经逻辑控制电路送回射频前端电路，最后通过天线发回读写器。

天线的目标是传输最大的能量进出标签芯片，这需要仔细的设计天线以及自由空间和其相连的标签芯片的匹配，当工作频率增加到微波区域的时候，天线与标签芯片之间的匹配问题变得更加严峻。

RFID技术原理及其射频天线设计近年来人们开始开发应用非接触式ic卡来逐步替代接触式IC卡,其中射频识别(RFID,radiofrequencyidentification)卡就是一种典型的非接触式IC卡，然而,RFID在不同的应用环境中需要采用不同天线通讯技术来实现数据交换的.自1970年第一张IC卡问世起，IC卡成为当时微电子技术市场增长最快的产品之一,到1996年全世界发售IC卡就有7亿多张.但是,这种以接触式使用的IC卡有其自身不可避免的缺点，即接触点对腐蚀和污染缺乏抵抗能力，大大降低了IC卡的使用寿命和使用范围.近年来人们开始开发应用非接触式IC卡来逐步替代接触式IC卡,其中射频识别(RFID,radiofrequencyidentification)卡就是一种典型的非接触式IC卡，它是利用无线通信技术来实现系统与IC卡之间数据交换的,显示出比一般接触式IC卡使用更便利的优点，已被广泛应用于制作电子标签或身份识别卡.然而,RFID在不同的应用环境中需要采用不同天线通讯技术来实现数据交换的.这里我们将首先通过介绍RFID应用系统的基本工作原理来具体说明射频天线的设计是RFID不同应用系统的关键，然后分别介绍几种典型的RFID天线及其设计原理,最后介绍利用AnsoftHFSS工具来设计了一种全向的RFID天线.1RFID技术原理通常情况下，RFID的应用系统主要由读写器和RFID卡两部分组成的，如图1所示.其中,读写器一般作为计算机终端，用来实现对RFID卡的数据读写和存储，它是由控制单元、高频通讯模块和天线组成•而RFID卡则是一种无源的应答器，主要是由一块集成电路(IC)芯片及其外接天线组成，其中RFID芯片通常集成有射频前端、逻辑控制、存储器等电路，有的甚至将天线一起集成在同一芯片上•图1射频识别系统原理图个人收集整理―仅供参考学习RFID应用系统的基本工作原理是RFID卡进入读写器的射频场后，由其天线获得的感应电流经升压电路作为芯片的电源，同时将带信息的感应电流通过射频前端电路检得数字信号送入逻辑控制电路进行信息处理;所需回复的信息则从存储器中获取经由逻辑控制电路送回射频前端电路，最后通过天线发回给读写器.可见,RFID卡与读写器实现数据通讯过程中起关键的作用是天线.一方面，无源的RFID卡芯片要启动电路工作需要通过天线在读写器天线产生的电磁场中获得足够的能量;另一方面，天线决定了RFID卡与读写器之间的通讯信道和通讯方式.目前RFID已经得到了广泛应用，且有国际标准：IS010536,IS014443,IS015693,IS018000等几种.这些标准除规定了通讯数据帧协议外，还着重对工作距离、频率、耦合方式等与天线物理特性相关的技术规格进行了规范.RFID应用系统的标准制定决定了RFID天线的选择,下面将分别介绍已广泛应用的各种类型的RFID 天线及其性能•2RFID天线类型RFID主要有线圈型、微带贴片型、偶极子型3种基本形式的天线.其中，小于1m的近距离应用系统的RFID天线一般采用工艺简单、成本低的线圈型天线，它们主要工作在中低频段.而1m以上远距离的应用系统需要采用微带贴片型或偶极子型的RFID天线，它们工作在高频及微波频段.这几种类型天线的工作原理是不相同的•2.1线圈天线当RFID的线圈天线进入读写器产生的交变磁场中,RFID天线与读写器天线之间的相互作用就类似于变压器，两者的线圈相当于变压器的初级线圈和次级线圈.由RFID的线圈天线形成的谐振回路如图2所示,它包括RFID天线的线圈电感L、寄生电容Cp和并联电容C2'，其谐振频率为：f=］飞辽-C,(式中C为Cp和C2'的并联等效电容).RFID应用系统就是通过这一频率载波实现双向数据通讯的。

新型小型化双频RFID微带天线设计南敬昌;吴炜圣【摘要】针对当前读写器天线存在尺寸较大、设计成本较高的问题,设计了一款适用于UHF频段和ISM频段的小型化双频单层手持读写器天线.天线采用FR4介质层,首先在辐射贴片中间开正方形槽并在辐射贴片上分别开四边狭缝和四角狭缝,实现天线的双频和小型化,然后对天线结构中的各个参数进行仿真分析,最终确定天线各个参数取值,并制作出实物进行测试.测试结果表明,天线工作频段为910～938 MHz和2.42～2.48 GHz,阻抗带宽分别为28 MHz和60 MHz,最大增益分别为-1.68 dB和-2.67 dB,所以本文设计天线符合UHF频段和ISM频段的要求.天线的尺寸为72 mm×72 mm×3 mm,与其他同类型天线相比体积更小,且采用单层设计,使设计成本有所降低.【期刊名称】《电子元件与材料》【年(卷),期】2019(038)007【总页数】5页(P85-89)【关键词】射频识别;微带天线;读写器天线;小型化;双频;开槽【作者】南敬昌;吴炜圣【作者单位】辽宁工程技术大学电子与信息工程学院,辽宁葫芦岛 125105;辽宁工程技术大学电子与信息工程学院,辽宁葫芦岛 125105【正文语种】中文【中图分类】TN713射频识别[1] (Radio Frequency Identification，RFID)是一种非接触式的自动识别技术。

目前，射频识别技术已经被广泛地运用到了各行各业，例如物流管理、智能跟踪、智能卡、动物标签、电子收费和商店安全等应用领域。

一个基本的RFID 系统主要包括两个组件:RFID读写器和RFID应答器(标签)[2]。

读写器通过读取器天线发射无线电询问信号，并接收来自标签天线的反向散射信号，获得存储在标签内部记忆中的数据。

射频识别技术在不同标准和不同频段中被广泛应用[3]，其中低频和高频技术尤为成熟，所以使用最广。

但高频和低频一般采用电感耦合方式，通信速率慢且传输距离短。

一种无源RFID小型化高增益标签天线的设计甘勇;郭胜娜;王凯【摘要】针对超高频(UHF)射频识别技术(RFID)天线小型化高增益的发展方向,本文基于RFID技术设计出一款小型无源RFID标签天线.标签芯片采用Higgs3,标签天线由FR4介质基板与辐射单元组成,采用T型匹配网络结构. Higgs3在920 MHz时阻抗为27-j200 Ω.天线尺寸仅为52.8 mm×17 mm,应用HFSS对天线仿真分析.天线在920 MHz时阻抗为24.8+j196.9 Ω,与芯片匹配良好.该天线的带宽覆盖了超高频段840 MHz~960 MHz,天线增益最大值达到9.5 dBi.该天线具有良好的辐射性能,适合应用到远距离读取的环境中.%According to the developing direction of miniaturization and high gain for the ultra high fre-quency (UHF) radio frequency identification (RFID) antenna,a passive RFID tag antenna with simple structure is designed based on RFID Technology.The tag chip is Higgs3,the tag antenna is composed of FR4 substrate and radiating element and it uses T-type matching network structure. Its impedance at 920 MHz is 27-j200 Ω.Antenna size is only 52.8 mm×17 mm,through the HFSS simulation of the antenna.The antenna at 920 MHz impedance of 24.8+j196.9 Ω,the chip is well matched. The bandwidth of the antenna covers the ultra-high frequency band 840 MHz~960 MHz,the maximum gain of the antenna is 9.6 dBi. The antenna has a good radiation performance,and it is suitable for use in remote reading environment.【期刊名称】《湖北民族学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(036)002【总页数】3页(P175-177)【关键词】射频识别;标签天线;小型化;高增益【作者】甘勇;郭胜娜;王凯【作者单位】郑州轻工业学院计算机与通信工程学院,郑州450002;郑州轻工业学院计算机与通信工程学院,郑州450002;郑州轻工业学院计算机与通信工程学院,郑州450002【正文语种】中文【中图分类】TN82射频识别技术(RFID)是一项无线通信技术.RFID具有识别速度快、可加密、安全性高等优点[1].目前，RFID已经应用在生活中的多个领域.天线在RFID数据通信中起着重要作用，天线性能直接影响RFID系统的性能[2].因此，对RFID系统中天线的研究成为了重点.实际中，由于物体的尺寸不同，将会限制标签的大小.具有小型化高性能的天线使标签可以应用到更多的物体上，另外，减小体积可以降低标签成本.近年来，UHF 标签天线的小型化研究是当今RFID技术的热点方向[3-4].针对小型化的要求，赖晓铮等[5-6]通过改变弯折线偶极子天线的弯折次数、高度等分析天线的性能，有效的实现减小天线尺寸的要求.马中华等[7]设计了一个UHF频段弯折天线，天线大小是67 mm×33 mm,带宽达到了28 MHz以上.董健等[8]设计了一款弯折偶极子标签天线，通过电感耦合实现阻抗匹配，天线尺寸50.4 mm×30 mm，增益为1.64 dBi.Hamani A等[9]设计了两个弯折偶极子天线，天线的尺寸分别为76.5 mm×16 mm和48.5 mm×25.5 mm,带宽是860 MHz～938 MHz和901MHz～929 MHz.综合分析以上设计，本文在满足天线尺寸减小的条件时，要提高天线的带宽以及增益，实现远距离识别.因此，本文提出了一种弯折偶极子天线，标签芯片采用higgs3，在920 MHz输入阻抗为27-j200 Ω.天线尺寸是52.8 mm×17 mm.经HFSS仿真，带宽满足UHF频段840 MHz～960 MHz，增益高达9.6 dBi.与文献[5-9]中的天线相比，天线不仅实现了小型化，而且增益较大，可以应用到远距离识别环境中，结构还比较简单，适合批量加工.1 天线设计在RFID系统中，阅读器识别标签时，标签天线接受到能量，为了实现最大传送给芯片，要求芯片与天线之间的阻抗共轭匹配[10].对于UHF标签天线，可以通过采用一些结构引入感抗，抵消芯片的容性阻抗[11].本文应用T匹配，结构较为简单，而且调节芯片与标签天线阻抗相匹配较为容易，在标签天线设计中应用较多.为了较小天线的尺寸可以采取弯折的方法减小长宽比例，但弯折部分左右两边电流方向相反相互抵消，性能降低，在两边增加矩形辐射贴片可以提高天线增益.本文设计的标签天线如图1所示.图1 弯折偶极子标签天线Fig.1 Folded dipole tag antenna对于图1所示的弯折偶极子天线，本天线通过3次弯折，减小了长宽比例，在天线馈电点处，通过增加T型匹配结构，实现阻抗共轭匹配.辐射贴片可以增大天线增益，长度L2对谐振频率和功率反射系数S11的值有一定影响；e1改变时，天线的有效辐射长度变化，导致增益变化；电阻环结构主要影响天线的输入阻抗，即a,b_1,d1的值可以影响天线的阻抗值.本文通过调节各参数，最终实现天线和芯片阻抗共轭匹配,且实现较宽的带宽.2 仿真与分析通过HFSS仿真软件对不同参数的天线进行仿真.如图2所示，可知辐射贴片长度L2对天线谐振频率和功率反射系数有一定影响，L2增大谐振频率左偏，当L2等于17 mm时，谐振频率在920 MHz附近.如图3和图4，b_1的值影响天线的阻抗实部和虚部，天线的阻抗值实部随着一定范围内b_1的值增大而增大，虚部也随b_1的值变化.电压反射系数为：功率反射系数可表示为：图2 天线回波损耗与L2关系图图3 天线阻抗实部与b_1的关系图图4 天线阻抗虚部与b_1的关系图表1 天线尺寸Tab.1 The size of the antenna名称尺寸/mm名称尺寸/mma11.20L217.00b_112.20L31.50c11.00L45.70d18.00e13.14L16.20H15.00 当芯片和天线阻抗满足匹配条件时，即时，电压反射系数为0，标签天线与芯片完全匹配[12].在当b_1=12.2 mm时,标签天线在920 MHz时的阻抗值为24.8+j196.9 Ω，此频率处芯片阻抗值为27-j200 Ω,此时天线与芯片阻抗匹配良好. 通过对以上各参数的优化分析，得到天线的最终尺寸见表1.天线的仿真结果如图5所示.由图5可以得出，标签天线在谐振频率处的回波损耗S11=-35.5 dBi,反射功率较小.在840 MHz～960 MHz频带内S11<-10 dBi，天线的频带宽度较宽.根据图6可知，标签天线在920 MHz时的阻抗值为24.8+j196.9 Ω，天线与芯片匹配良好.在无线电通信中，天线与芯片的阻抗不匹配，高频能量就会在天线产生反射波，反射波和入射波汇合产生驻波，可接受的电压驻波比VSWR范围是小于1.5.由图7仿真测得的天线在谐振频率处的电压驻波比VSWR=1.03，并且在800 MHz～960 MHz频带范围内VSWR<1.5，及在这个频带范围内天线与芯片匹配较好.根据自由空间FRISS传输，RFID系统的识别距离为：σ=1-|τ|2是功率传输系数.识别距离与阅读器天线增益G0、发射功率P0、标签的天线的增益G1、最小开启功率P1.从公式中能够得出标签天线的增益对RFID阅读距离影响较大，增益大，阅读距离大.根据图8结果可知，天线增益最大值是9.5 dBi,当G0、P0、P1的值一定时，本文设计的天线相比于文献[5-9]的天线RFID系统的识别距离较大.图5 天线回波损耗图图6 天线阻抗图图7 天线驻波比图Fig.5 Return loss of antenna Fig.6 Impedance of antenna Fig.7 Voltage standing wave ratio of antenna图8 天线的3D增益图Fig.8 3D polar plot of antenna3 结论针对目前超高频RFID天线小型化高增益发展的需要，设计了一种无源RFID小型化高增益标签天线.天线采用T型匹配，介质基板采用价格较为便宜的FR4，介电常数4.4，结构简单，对天线进行弯折，将天线尺寸控制在52.8 mm×17 mm，天线尺寸较小，利用HFSS进行仿真，得到的天线带宽覆盖全球超高频段，天线与芯片阻抗匹配良好，增益为9.5 dBi.根据以上结果，可以看出该天线不仅实现了标签天线小型化，天线辐射性能良好，天线的阻抗与芯片阻抗匹配良好，增益较大.与文献[5-9]中的其他天线相比，天线尺寸较小的同时带宽较满足全球范围使用，且增益较大，可应用于远距离识别的环境中.参考文献:[1] FINKENZELLERC.RFID handbook:fundamentals and applications in contactless smart cards,radio frequency identification and near-field communication[M].3rded.New York:John Wiley&Son,2010.[2] 唐智斌.超高频RFID标签天线的设计与实现[D].北京：中国科学院大学,2016.[3] HAMANI A,TOUHAMI R,YAGOUB M C E.Novel tag antenna design for UHF RFID a-pplications[C]//Mediterranean Microwave Symposium,2013:1-4.[4] LUO J，YUAN Q.Novel dipole UHF RFID tag antenna design[J].Journal of Chon-gqing University of Posts and Telecommunications (Natural Science Edition),2016,28(3):372-376.[5] 赖晓铮,张小燕,赖声礼.弯折线偶极子天线谐振特性的研究[J].微波学报,2006(3):18-22.[6] ABDULHADI A E,ABHARI R.Design and experimental evaluation of miniaturized m-onopole UHF RFID tag antennas[J].IEEE Antenna Wireless Propagation Lett,2012(11):248-251.[7] 马中华，陈锦秀，柯友艺.一种小型化UHF频段弯折标签天线[J].福州大学学报(自然科学版)，2013,41(2):182-185.[8] 董健，余夏苹，任华斌，等.一种UHF频段弯折偶极子RFID天线的设计[J].电子元件与材料,2016,35(2):47-51.[9] HAMANI A,TOUHAMI R,YAGOUB M C E.Novel tag antenna design for UHF RFID applicat-ions[C]//Mediterranean Microwave Symposium,2013:1-4.[10] KIMOUCHE H,HAMADACHE Z,ATROUZ B.New dipole slot antenna design for RFI-D communications[C]//Antennas andPropagation(EuCAP),2010 Proceedings of the Fourth European Conference on.Barcelona,Spain: IEEE,2010:1-4.[11] 杜晓阳,闻扬,金根顺.RFID系统中的阻抗匹配技术研究[J].控制工程,2014,21(S1):67-69.[12] PERRET E,TEDJINI S,NAIR R S.Design of antennas for UHF RFIDtags[J].Pro-ceedings of the IEEE, 2012, 100(7):2330-2340.。

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。

用于RFID系统的天线设计RFID（无线射频识别）技术是一种非接触式的自动识别技术，通过无线电波传输信息，实现物品的自动识别和追踪。

RFID系统主要由标签和阅读器组成，而天线则是连接标签和阅读器的关键组件。

天线的设计对于RFID系统的性能和可靠性有着至关重要的影响。

RFID系统通过无线电波进行通信，通常使用的是56 MHz的频率。

标签内置天线，用于接收来自阅读器的信号，并将信号传输到芯片中。

阅读器则通过天线发送信号，同时接收来自标签的信号。

图像处理技术也常常被用于RFID系统，以识别和解析标签上的信息。

天线设计是RFID系统设计的关键部分，主要包括以下步骤：方案选择：首先需要确定天线的类型和结构，根据应用场景的不同，可以选择不同的天线方案。

参数确定：在设计过程中，需要确定的参数包括天线的频率、增益、阻抗、波束宽度等。

这些参数的计算和选择将直接影响天线的性能。

设计仿真：利用仿真软件对设计进行模拟和分析，以验证设计的可行性和性能。

实验验证：制作样品，进行实际测试，以验证设计的有效性和可靠性。

在RFID系统的天线设计中，可能会遇到以下技术难题：阻抗匹配：天线与标签和阅读器之间的阻抗匹配是影响信号传输的重要因素。

如果阻抗不匹配，将会导致信号传输效率降低，甚至无法传输。

信号噪声比较：在复杂的电磁环境中，信号可能会受到各种噪声的干扰，如何提高天线的信噪比是一个关键问题。

针对以上技术难题，以下是一些可能的解决方案：采用全向波瓣天线或圆形天线：这些类型的天线具有较好的阻抗匹配特性，可以有效提高信号传输效率。

优化天线结构：通过改变天线的结构，可以改善天线的电气性能，减少信号噪声的影响。

使用滤波技术：滤波技术可以有效地抑制噪声，提高信号的信噪比。

天线设计在RFID系统中具有至关重要的地位。

正确的天线设计可以保证RFID系统的高性能和可靠性，进而广泛应用于供应链管理、门禁系统、支付系统等领域。

本文介绍了RFID系统和天线的基本原理、设计流程以及可能遇到的技术难题和解决方案。

第 44卷增刊厦门大学学报 (自然科学版Vol. 44 Sup.2005年 6月Journal of Xiamen University (Nat ural ScienceJ un. 2005RFID 技术原理及其射频天线设计收稿日期 :2005203210基金项目 :国家人事部留学人员创业基金 , 福建省自然科学基金计划资助项目 (A0410007作者简介 :陈华君 (1977- , 男 , 博士研究生 . 3通讯作者 :dhguo@. cn陈华君 1, 林凡 2, 郭东辉 1,2,33, 吴孙桃 2(1. 厦门大学物理学系 , 2. 厦门大学 M EMS 中心 , 3. 厦门大学电子工程系 , 福建厦门 361005摘要 :首先简要介绍 RFID 技术的基本工作原理 , 说明射频天线是 RFID 系统设计的技术关键 , 然后介绍了几种基本的RFID 射频天线及其工作原理 ,并针对普遍使用的偶极子天线在 RFID 系统中方向性上的不足提出改进 , 最后 , 给出一个具有全向收发功能的 RFID 天线设计 . 通过设计仿真工具模拟仿真 , 并进行实际样品测试 , 获得较满意的设计结果 .关键词 :RFID ; 射频天线 ; 电子标签中图分类号 :TN 820. 12; TN 821. 4文献标识码 :A 文章编号 :043820479(2005 Sup 20312204自 1970年第一张 IC 卡问世起 , IC 卡成为当时微电子技术市场增长最快的产品之一 , 到 1996年全世界发售 IC 卡就有 7亿多张 [1]. 但是 , 这种以接触式使用的 IC 卡有其自身不可避免的缺点 , 即接触点对腐蚀和污染缺乏抵抗能力 , 大大降低了 IC 卡的使用寿命和使用范围 . 近年来人们开始开发应用非接触式 IC 卡来逐步替代接触式 IC 卡 , 其中射频识别 (RFID ,radio f re 2quency identification 卡就是一种典型的非接触式 IC 卡 , IC 卡之间数据交换的 ,显示出比一般接触式 IC 卡使用更便利的优点 , 已被广泛应用于制作电子标签或身份识别卡 . 然而 ,RFID 在不同的应用环境中需要采用不同天线通讯技术来实现数据交换的 . 这里我们将首先通过介绍 RFID 应用系统的基本工作原理来具体说明射频天线的设计是 RFID 不同应用系统的关键 , 然后分别介绍几种典型的 RFID 天线及其设计原理 , 最后介绍利用 HFSS 工具来设计了一种全向的 RFID 天线 .1 RFID 技术原理通常情况下 , RFID 的应用系统主要由读写器和 RFID 卡两部分组成的 , 如图 1所示 . 其中 , 读写器一般作为计算机终端 , 用来实现对 RFID 卡的数据读写和存储 , 它是由控制单元、高频通讯模块和天线组成 . 而 RFID 卡则是一种无源的应答器 , 主要是由一块集成电路 (IC 芯片及其外接天线组成 , 其中 RFID 芯片通常集成有射频前端、逻辑控制、存储器等电路 [2], 有的甚至将天线一起集成在同一芯片上 [3].RFID 应用系统的基本工作原理是 RFID 卡进入读写器的射频场后 , 由其天线获得的感应电流经升压电路作为芯片的电源 , 同时将带信息的感应电流通过射频前端电路检得数字信号送入逻辑控制电路进行信息处理 ; 所需回复的信息则从存储器中获取经由逻辑控制电路送回射频前端电路 , 最后通过天线发回给读写器 . 可见 ,RFID 卡与读写器实现数据通讯过程中起关键的作用是天线 . 一方面 , 中获得足够的能量 ; 另一方面 , 天线决定了卡与读写器之间的通讯信道和通讯方式 .目前 RFID 已经得到了广泛应用 , 且有国际标准 :ISO10536,ISO14443,ISO15693, ISO18000等几种 . 这些标准除规定了通讯数据帧协议外 , 还着重对工作距离、频率、耦合方式等与天线物理特性相关的技术规格进行了规范 . RFID 应用系统的标准制定决定了RFID 天线的选择 , 下面将分别介绍已广泛应用的各种类型的 RFID 天线及其性能 .图 1射频识别系统原理图 Fig. 1 Structure of RFID system本页已使用福昕阅读器进行编辑。

915 MHz的微带天线，基于RFID的小型天线射频识别（Radio Frequency IdenTIficaTIon，RFID）技术是一种利用射频通信实现的非接触式自动识别技术，近年来随着大规模集成电路、网络通信、信息安全等技术的发展．RFID已进入商业化应用阶段，其应用规模也快速增长。

一个RFID系统包括RFID 读写器、RFID标签和软件3大组成部分。

所采用的天线主要分为标签天线和读写器天线两种。

标签天线是RFID系统中最易变的部分，并且其设计面临着小型化、低损耗和低成本的实际要求，所以优化设计标签天线在整个系统中占有重要地位。

微带天线以其体积小，重量轻，低剖面，易于加工以及电路继承性能优越等优点在通信领域得到了广泛的应用。

随着RFID技术的发展，对天线的尺寸要求越来越高，微带天线尺寸小，性能优越，因此，国内外学者对其的小型化，宽频，高增益等技术进行了大量细致而深入的研究。

但天线尺寸上的变化对天线性能影响巨大，天线性能会随自身尺寸的减小而变差，因此作为设计者，要在天线的各项参数中权衡最优方案，以达到设计目的。

文中设计了一款915 MHz的微带天线并对其进行了结构优化，通过对贴片以及接地板开槽，完善了天线整体的参数性能，最终改进了天线的带宽，增益，尺寸。

1 RFID天线特性在RFID系统中，一般包含阅读器天线和标签天线。

典型的工作频率有：125 kHz、133 kHz、13．56 MHz、27．12 MHz、433MHz、915MHz 2．45 GHz、5．8 GHz，本文设计并仿真的天线为915 MHz。

射频识别阅读器必须通过于阅读器天线来发射带有数据信息的电磁波，进而通过对该电磁场对电子标签进行识别。

所以，RFID天线要求低剖面，低成本，小型化等，有的领域还要求有多频特性。

随着射频识别技术的发展，RFID 天线也向着多功能、智能天线等方向发展。

决定RFID天线性能的参数主要有天线的输入阻抗，驻波比，回波损耗，增益以及波瓣的宽度。

RFID(射频电子标签)天线的小型化的开题报告1. 研究背景和意义随着智能物联网技术不断发展，RFID（射频识别）技术作为其中的一种核心技术，在物流管理、军事物资管理、金融交易等领域中得到广泛应用。

而RFID技术中的射频电子标签天线是实现信号传输的关键部件，其性能对整个系统的运行稳定性和读取距离具有重要影响。

射频电子标签天线的小型化能够满足越来越小型化的射频电子标签应用需求，提高读取距离和灵敏度，降低成本和耗能，因此具有重要的研究意义和实际应用价值。

2. 研究现状当前，射频电子标签天线的小型化研究主要依靠MEMS（微机电系统）和集成电路制造技术。

MEMS技术能够制造微米级尺寸的射频电子标签天线，但是制造成本相对较高。

集成电路制造技术则可制造出相对较小的射频电子标签天线，但是制造精度和灵敏度有一定的限制。

因此，如何在成本和性能之间实现平衡，是当前射频电子标签天线小型化研究的关键问题。

3. 研究内容和方法本文旨在研究射频电子标签天线的小型化，主要研究内容包括：（1）射频电子标签天线小型化的实现方法和原理的研究；（2）射频电子标签天线小型化对性能影响的评估；（3）在小型射频电子标签天线上的应用实验和测试。

本文的研究方法主要采用文献研究、理论建模和实验测试相结合的方法进行，包括对射频电子标签天线物理特性的理论分析和仿真，以及对小型化射频电子标签天线的实验制备和测试。

4. 预期成果和意义本文预期实现射频电子标签天线的小型化，并对小型化射频电子标签天线的性能和应用进行实验和测试，研究成果包括：（1）射频电子标签天线小型化实现方法和原理的研究；（2）射频电子标签天线小型化对性能影响的评估结果；（3）小型射频电子标签天线应用实验和测试结果。

本研究可以为射频电子标签天线小型化技术的研究提供一个参考，为智能物联网的发展提供一定的技术支持，具有实际应用价值。

适应多环境的小型化超高频RFID标签天线设计赵志强;马润波;鲁志红;韩丽萍【摘要】为实现RFID标签在多种环境下正常工作,本文提出一种适应多环境的小型化超高频RFID标签天线.该天线由外层折叠贴片、中层U型贴片和T型匹配网络构成.通过折叠外层贴片实现了小型化,天线总尺寸为26 mm×26 mm×7mm(0.08λ×0.08λ×0.02λ).引入中层U型贴片,与折叠的外层贴片形成两个相邻谐振模式,实现了比较宽的频带效果.天线采用接近式耦合馈电和T型匹配网络,实现了与RFID芯片良好的共轭匹配.经参数分析和优化,天线在自由空间以及背面附着在水和金属环境下的-3 dB带宽分别为64 MHz(884～949 MHz),64 MHz(902～966 MHz)和76 MHz(902～978 MHz).这表明天线在3种典型环境下都具有完全覆盖902～928 MHz超高频RFID工作频带的能力,能够满足适应多环境的应用需求.【期刊名称】《测试技术学报》【年(卷),期】2018(032)006【总页数】6页(P475-480)【关键词】超高频;射频识别;标签天线;天线小型化;接近式耦合馈电;T型匹配网络【作者】赵志强;马润波;鲁志红;韩丽萍【作者单位】山西大学物理电子工程学院,山西太原 03006;山西大学物理电子工程学院,山西太原 03006;山西大学物理电子工程学院,山西太原 03006;山西大学物理电子工程学院,山西太原 03006【正文语种】中文【中图分类】TN820.10 引言射频识别(RFID)技术源于20世纪30年代的雷达技术，是在20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术[1]. 射频识别技术通过空间耦合实现无接触自动识别目标对象，识别过程无须人工干预[2-3]. 超高频(UHF)射频识别(RFID)技术具有读取速率快、读写距离长、非接触识别、多目标识别等优点，被公认为21 世纪最有发展前途的信息技术之一[4]. 近年来，随着物联网概念的提出和深入，超高频射频识别技术也得到了迅速发展，特别是在物流和供应链管理方面.在UHF RFID系统中，标签天线的设计是非常重要的组成部分. 许多标签天线要安装在金属或其它介质表面，这些外部环境对天线的近场存在显著的影响，从而引起标签天线的方向特性、阻抗特性以及谐振频率的显著改变. 特别当标签靠近金属表面时，由于标签天线辐射电阻的下降，天线和芯片之间会产生严重的阻抗失配，从而导致标签天线实际增益的迅速衰减. 到目前为止，关于UHF RFID标签天线的文献有很多，但适用于多环境的小型化标签天线的文献并不多. 文献[5]提出了一种用于金属环境的带宽增强的平面倒E天线，它的天线带宽是857-980MHz，足以覆盖整个UHF RFID频段，但是天线整体尺寸较大(75 mm×22 mm)，不适合一些安装平面较小的场合；文献[6]提出了一种新型小型化的双层PIFA 天线，它采用接近式耦合馈电，天线的尺寸相对较小(26 mm×14 mm×2.4 mm)，但天线带宽是917-933MHz，只能覆盖一小部分UHF RFID频段，而且天线需要许多金属过孔，加工较复杂；文献[7]利用中层寄生金属条带将顶层天线辐射体与地板隔离，减小地板对天线的影响，从而实现抗金属性能. 但天线尺寸较大(31×103×7.6 mm3)，而且需要很多金属过孔，加工复杂；文献[8]提出了一种安装在金属表面的带有两对T型缝隙的紧凑型贴片标签天线，可以实现圆极化，天线尺寸为60×60×1.6 mm3，天线带宽为886～952 MHz；文献[9]提出一种用于金属环境的可穿戴锯齿型折叠贴片标签天线，天线尺寸为30×30×3 mm3，在金属环境下，最大阅读距离可达到7.1 m；文献[10]利用人工磁导体(AMC)地板实现双频带远程的标签天线设计，但是一般使用AMC结构会使得整个天线结构变得很大，不适合安装在一些安装平面比较小的场合，应用环境较局限. 对于应用环境，文献[5-11]主要研究了金属环境下天线的性能，并没有研究其他对天线影响较大的环境，比如水表面等高电介质环境. 总之，在标签天线的设计中，大多数专家和学者主要集中在标签天线的小型化、宽带以及抗金属性能，相应的应用环境多为较单一的特定环境.本文针对标签天线的应用环境，研究标签天线在多种环境下的适应性. 本设计通过外层贴片的折叠使得天线尺寸变得更小，并引入中层U型贴片以产生两个相邻谐振模式. 设计中还采用了包含T型匹配网络的接近式耦合结构进行馈电，使天线带宽得以拓宽而且使天线调谐更加方便.1 天线结构天线的结构如图 1 所示，由图1(a)横截面可见：天线包含由厚度为t1的空气层隔开的上下两层介质基板，基板厚度均为h. 顶层基板两面都附着金属层，称为顶层金属和中层金属；底层基板仅有底面附着金属层，称为底层金属. 为减小环境对天线的影响，底层金属层完全覆盖介质底面，通过两侧金属壁连接顶层和底层金属，形成外层辐射体. 顶层金属结构如图1(b)所示，由对称放置的L型金属贴片和T型匹配网络构成，馈电口处嵌入标签芯片. 中层金属结构如图1(c)所示，由一个U型贴片构成，其上刻蚀有两个对称的矩形缝隙. 设计采用两层介质板厚度h=0.8 mm的低成本FR4，其相对介电常数为4.4，损耗角正切为0.025.为实现小型化设计，天线在XY平面的尺寸是受到限定的. 在确定XY平面尺寸以后，对天线性能起主要影响的结构包括T型匹配网络和U型贴片. T型匹配网络可以有效地解决天线的匹配问题，诸多文献的实验结果也证明了这一点. 在文献[12]的理论基础上对T型匹配网络结构进行改进，通过采用接近耦合馈电结构得到如图1(b)所示的可以明显节省空间的匹配结构.考虑到仅有外层辐射体时天线带宽比较窄，设计了U型贴片来产生新的相邻谐振模式. 当其电长度与外层辐射体电长度相近时，整个天线结构支持两个频率相邻的谐振模式，从而实现拓宽带宽的目的. 由于外层辐射体内部狭小空间内的U型贴片尺寸很小，为增加其电长度，在U型贴片上设计了两个矩形缝隙.图 1 天线几何结构图Fig.1 Geometry structure of the proposed antenna当天线外层辐射体尺寸确定以后，可以仅通过调整匹配结构和U型贴片的主要几何参数来调谐天线性能，这使得天线具有稳定的外部结构.2 天线参数分析与优化结果本设计中的RFID标签芯片采用Alien公司Higgs3芯片，其典型接收灵敏度为-20 dBm，在920 MHz处的输入阻抗为27.115-j199.844 Ω[13]. 由于U型贴片和T型匹配网络的引入，天线与芯片在多种环境下均可实现在902～928 MHz频段内良好的共轭匹配. 为了验证设计的正确性，在CST仿真平台上对所设计的天线进行模型建立和仿真优化，研究了天线在自由空间下的阻抗特性.外层辐射体和中层U型贴片的参数对天线的阻抗特性具有明显的影响，可以用来对天线进行调谐. 由于外层辐射体会产生一个基本的谐振模式，故空气间隙厚度t2对天线的谐振频率有着显著的影响. 图 2(a) 是空气间隙厚度t2对天线输入阻抗的影响. 由图2(a)可见：当t2增大时，天线输入阻抗的实部在减小，虚部更加平缓，同时天线工作频率在向低频处移动，原因是t2的增大会使得外层辐射体谐振模式的电流路径变长. 中层U型贴片会产生一个新的相邻谐振模式，故贴片长度l4对天线的谐振频率有显著的影响. 图2(b) 是l4对天线输入阻抗的影响. 由图2(b)可见：当l4增大时，天线输入阻抗的实部在目标频带内增大，虚部在200 Ω处波动更明显. 同时天线的工作频率向低频处移动，原因是l4的增大会使贴片谐振模式的电流路径变长. 图 2 的结果表明：调节t2和l4，天线在工作频段内易于调谐.图 2 t2和l4对天线阻抗的影响Fig.2 Antenna input impedance for different t2 and l4T型匹配网络参数对天线的阻抗特性同样有显著影响. 本文采用T型匹配网络通过接近式耦合馈电实现天线与芯片的共轭匹配，故其相关参数对天线匹配有着显著的影响. 图 3 给出了T型匹配网络中的4个几何参数对天线阻抗的影响：图3(a)是T型匹配网络内臂长度w2对天线输入阻抗的影响. 当w2增大时，天线输入阻抗的实部在逐渐减小，虚部在逐渐增大；图3(b)是T型匹配网络外臂宽度w6对天线输入阻抗的影响. 当w6增大时，天线输入阻抗的实部缓慢减小，而虚部在数值上减小，但随频率的变化趋势基本不变；图3(c)是天线辐射体与T型网络之间的耦合距离g1对天线输入阻抗的影响. 当g1增大时，天线输入阻抗的实部在增大，虚部在减小，工作频率偏移较大；图3(d)给出了T型匹配网络内臂和外臂之间的耦合距离g2对天线阻抗的影响. 当g2增大时，天线阻抗实部和虚部在逐渐减小. 图 3 的结果说明调节天线T型匹配网络的相关参数，天线易于调节匹配且天线尺寸基本不变. 因此，所提出的天线易于在固定小尺寸下进行优化.图 3 w2, w6, g1及g2对天线阻抗的影响 Fig.3 Antenna input impedance for different w2, w6, g1 and g2为了研究所设计天线对多种环境的适应性，分别在3种典型环境下，即自由空间以及背面附着在水和金属环境下对天线进行建模及微调参数优化分析. 底层金属的反射作用使得天线近场主要分布天线内部和上部，当天线背面附着在水表面或金属表面时，天线近场受到的影响较小，故只需通过优化T型匹配网络的参数即可实现天线对多种环境的兼容性. 最终优化得到的天线各几何参数为h=0.8 mm，l1=26 mm， l2=10.3 mm， l3=9.8 mm， l4=20.7 mm， l5=5 mm， w1=26 mm， w2=22 mm， w3=21.5 mm， w4=10 mm， w5=6 mm， w6=0.5 mm， w7=2 mm， w8=0.3 mm， g1=0.4 mm， g2=0.5 mm， t1=7 mm，t2=5.4 mm.图 4 给出了天线在3种环境下的反射系数曲线. 天线的带宽以-3 dB带宽为标准，由图 4 中结果可以看出：自由空间、水环境的阻抗带宽分别是65 MHz(884～949 MHz)及64 MHz(902～966 MHz)；而金属环境分析了两种情况：一种是200 mm×200 mm的有限大金属板，其带宽是76 MHz(902～978 MHz)；另一种是无限大金属板，其带宽是92 MHz(891～983 MHz) . 天线的阻抗带宽尽管在不同环境下有一定差异，不过基本可以覆盖902～928 MHz的频率范围.图 5 给出了3种环境下的增益曲线，天线在3种环境下的最大增益分别是-10dB(自由空间)、 -13 dB(水环境)和-3 dB(金属环境). 由于水对电磁信号的损耗最大，水环境下增益最小，而金属环境下的增益最大. 与参考文献比较，天线的抗金属性能优于同尺寸天线的性能.图 6 给出了3种环境下天线在915 MHz处的归一化辐射方向图. 由图 6 可以看出：天线在自由空间中呈现两个辐射方向，在水环境和金属环境下体现出较明显的单方向性，其中金属环境下尤为明显.图 4 3种环境下的S11曲线Fig.4 S11 in three platforms图 5 3种环境下的增益曲线Fig.5 Realized gains in three platforms对本文设计天线的环境适应性进行了更多验证，表 1 给出了在多种常见环境背景材料下此天线的带宽以及最大增益. 可以看出：当天线安装在不同材料的平面上，尽管带宽和增益有所差异，但都可以满足覆盖902～928 MHz频带的工作需要，这说明本天线在多种环境下仍然呈现良好性能.图 6 3种环境下915 MHz的归一化辐射方向图Fig.6 Normalized radiation patterns at 915 MHz in three platforms表 1 多种常见环境背景材料下本文天线的带宽以及最大增益Tab.1 Antenna bandwidth and maximum gain in common platforms环境背景材料带宽/MHz最大增益/dB自由空间65(884～849)-10纸42(884～926)-9.9油46(881～927)-9皮肤45(880～925)-8.4水64(902～966)-13金属92(891～983)-33 结论本文设计并分析了一种适应多环境的新型小型化超高频RFID 标签天线. 在天线总尺寸为26 mm×26 mm×7 mm的限定下，通过对U型贴片和T型匹配网络参数的优化分析，实现了在多种环境下天线与芯片良好的共轭匹配，带宽均可覆盖902～928 MHz频段. 相较自由空间，在金属环境下天线最大增益可以达到-3 dB，有7 dB的增量，抗金属特性相当好；在其它多种环境下天线也呈现出良好性能，满足识别应用的需要. 相比较相同大小甚至更大的标签天线，该天线是一款性能较好的选择，比较适合应用于异构零售项目管理、动物跟踪和车辆安全等场合.参考文献：【相关文献】[1] Landt J. The history of RFID[J]. IEEE Potentials, 2005, 24(4)： 8-11．[2] Stockman H. Communication by means of reflected power[J]. Proceedings of the IRE, 1948, 36(10)： 1196-1204．[3] Ran K V S. An overview of backscattered radio frequency identification system(RFID)[C]. in IEEE Asia Pacific Microwave Conference, Singapore, 1999(3)： 746-749．[4] 罗志勇, 胡俊峰, 张彬. 用于金属表面UHF RFID标签天线优化设计[J]. 微波学报, 2015, 31(3)：32-35.Luo Zhiyong, Hu Junfeng, Zhang Bin. Optimization design of UHF RFID tag antenna for metallic face[J]. Journal of Microwaves, 2015, 31(3)： 32-35. (in Chinese)[5] Lu J H, Hung K T. Planar inverted-E antenna for UHF RFID tag on metallic objects with bandwidth enhancement[J]. Electronics Letters, August 2010, 46(17)： 1182-1183.[6] Zhang J, Long Y L. A novel metal-mountable electrically small antenna for RFID tag applications with practical guidelines for the antenna design[J]. 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小型化UHF频段RFID读写器微带天线设计的开题报告一、选题背景RFID（Radio Frequency Identification）技术是一种非接触式自动识别技术，可以对物体进行快速、准确、非接触式的识别和追踪。

其中，UHF频段（860MHz~960MHz）是应用最广泛的频段之一，其具有读写距离远、具备高速读取、抗干扰性好等特点，广泛用于物流、库存管理等领域。

在应用中，RFID读写器的天线设计是影响系统性能的关键因素之一。

一方面，天线形态的设计要求，需要满足较大的读写距离。

另一方面，RFID读写器中的天线需要在空间受限的条件下实现小型化。

本次设计的目的是基于小型化UHF频段RFID读写器的应用需求，对一体化微带天线进行设计和优化，实现较大的读写距离和小型化的要求。

二、设计思路1、微带天线的设计微带天线是一种低剖面、轻型、方便安装和适应不同应用场合的天线，其主要结构是一块金属导体覆盖在一块介质上，形成了一个共面谐振器。

在设计上，需要满足天线的共振频率和带宽，以及天线的辐射效率等因素。

2、天线的匹配为了提高天线效率，需要将天线电气长度与频率匹配。

其中，天线的匹配考虑两个方面，一是天线与RFID芯片的输入阻抗匹配，确保最大功率传输。

二是天线与RFID标签的匹配，以实现标签对天线的最大响应。

3、天线结构的优化对于微带天线的设计，天线结构的优化是至关重要的，通过对天线的结构和尺寸等参数的优化，可以达到理想的工作效果和尺寸要求。

三、预期成果通过对于小型化UHF频段RFID读写器微带天线的设计和优化，预期能够实现以下成果：1、实现读写距离较大，读取稳定的效果。

2、实现天线的小型化设计，达到在空间受限的条件下的应用要求。

3、通过理论分析和模拟实验验证优化后的天线设计的有效性和性能。

RFID技术及其射频天线的小型化设计
李卉
【期刊名称】《物流科技》
【年(卷),期】2007(030)001
【摘要】近年来广泛应用的RFID技术及其关键部件--射频天线,由于RFID卡尺寸的限制,RFID射频天线的小型化势在必行.本文综合介绍了使用在RFID系统中的各种天线型式,并着重分析了RFID射频天线小型化的方法,在此基础上比较了这些方法的优缺点,为RFID系统性能进一步改进提供了研究基础.
【总页数】3页(P59-60,153)
【作者】李卉
【作者单位】国防科技大学,湖南,长沙,410073
【正文语种】中文
【中图分类】TN82
【相关文献】
1.RFID技术原理及其射频天线设计 [J], 陈华君;林凡;郭东辉;吴孙桃
2.RFID技术原理及其射频天线设计 [J], 陈华君;林凡;郭东辉;吴孙桃
3.RFID技术及其射频天线的小型化设计 [J], 李卉;
4.RFID半波对称偶极子天线和弯折偶极子天线小型化设计 [J], 孙耀东[1,2];俞晓磊[2];汪东华[2];于银山[1,2]
5.超宽带TEM喇叭天线的小型化设计 [J], 朱春发;陈星
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RFID系统中小型化双频微带天线的研究的开题报告标题：RFID系统中小型化双频微带天线的研究IntroductionRFID技术已经成为日常生活中不可或缺的一部分。

它应用于许多领域，例如：物流管理、智能农业、仓储管理等等。

RFID系统中最重要的一个组成部分就是天线。

天线不仅仅是RFID通信的方法，也是保证系统性能的关键因素。

RFID天线必须在频率稳定、小型化、高效率和低成本等方面兼顾，而且通常要处理许多干扰和噪声。

为了解决RFID天线的问题，我们关注于研究小型化双频微带天线的设计和优化，这种天线在RFID系统等应用中有着很高的实用价值和性能优势。

Literature review传统的天线是由铜做成的，随着射频技术的发展，RFID天线的设计逐渐借鉴了微电子技术。

微带天线因其简单的结构、便于集成、易于制造等优点而逐渐被广泛采用。

然而，当这种天线被用于某些特殊应用时，难免会面临问题。

其中一个主要问题是天线尺寸太大，难以轻松集成到现有的设备中。

同时，RFID标签可能同时有多个天线（例如立方体标签），所以需要小型化的微带天线设计。

虽然学者们已经提出了许多小型化的微带天线设计方案，但是大多数都只是针对单频应用的。

为了实现RFID标签的小型化和多频应用，双频的微带天线成为了近年来研究的热点。

然而，这种天线的设计并不容易，因为在满足双频率需要的同时，保证天线的性能（例如辐射效率和带宽）是非常困难的。

Objectives本研究的主要目标是设计一种小型化的双频微带天线，以用于RFID 系统等多频应用中。

更具体地说，我们计划实现以下目标：1.研究双频微带天线的基本原理和传输特性；2.设计一种小型化的双频微带天线，用于RFID系统中；3.优化设计并且实现天线原型；4.测试天线的性能和实际应用效果。

Methodology在本研究中，我们将采用以下方法：1.在文献综述的基础上，对RFID和微带天线的基础知识进行研究；2.通过计算微带天线的通信电路，确定设计参数；3.对设计参数进行初步优化并使用仿真软件进行模拟，同时进行天线参数的分析和评估；4.制作设计好的微带天线原型，并进行实际测试；5.根据测试结果进行天线的更多优化，使其更接近实际应用需求。