一款UHF近场RFID阅读器天线的设计文献综述

 2022-05-29 22:53:38

一、文献综述及外文翻译

在文献[1]中,陈志宁(Zhiensp;Ningensp;Chen)教授等人提出了一种分段环形天线。该天线的尺寸虽然在UHF波段电性较大,但是依旧能够在特定的询问区提供强而均匀的磁场分布,从而提高系统的读取率和可靠性,在近场超高频RFID系统中可视为理想的。该天线由多个分段线段组成,这些线段相对于中心线(Y轴)对称地构造,并在FR4 PCB的同一侧上印刷(厚度为H=0.5 mm,εr=4.4的相对介电常数,和TaNdelta;=0.02的损耗角正切)。分段线路部分能够在相邻部分之间提供非常小的相位延迟,使得即使分段环路天线的周长与工作波长相当,沿分段环路流动的电流也保持在单一方向。因此,即使环路是电大的,该天线也可以产生均匀的磁场分布。

在文献[2]中,Qun Wu等人提出了一种基于磁耦合的多臂双极子天线阵列,用于超高频射频识别近场应用。该设计利用四个多臂偶极子形成由四分之一波阻抗变压器双面平行带状线结构馈电的正方形区域。由不同偶极臂长度引起的两个不同谐振频率可以获得宽带性能。此外,在感应区,与传统的单臂偶极子相比,三个偶极子臂上的电流相位保持不变,会产生更强、更均匀的磁场分布。在FR-4基板上制作了170times;170times;1.6mm3天线,用于RFID近场应用。测量的10dB阻抗带宽为190MHz(810–1000MHz),覆盖整个UHF RFID频段(860–960MHz)。对天线读取范围进行了测量测试,显示近场标签的读取区域为100times;100mm2,读取率在200mm内为100%。

在文献[3]中,Won-Seok Lee等人提出了一种由两条螺旋形传输线组成且线相互平行的近场读写天线。通过调整读取器天线的两条线之间的距离,可以控制两条传输线之间的场强和识别距离。实验结果表明,该天线的带宽约为350MHz,在10dbm的入射功率下,能在11cm距离内检测到UHF RFID标签。

在文献[4]中,陈志宁教授等人提出了一种移相环天线。利用短截线移相器,固体线环形天线能够在近场区产生强而均匀的磁场,即使环形天线的周长很大。基于这一设计理念,设计了一种周长为两个波长的915mhz方形环形天线,其读取率为100%,读取范围可达24mm。

在文献[5]中,Ankang Ren等人提出了一种新型平面天线。天线由接地共面波导、共面带状线、集总巴伦、多电阻和有限尺寸的接地平面组成。负载阻抗等于共面带状线的特性阻抗,所以行波可以沿共面带状线传输。该结构能沿共面带状线产生大电流,从而在天线周围区域激发出强而均匀的磁场分布。

在文献[6]中,魏晓东博士创新了四种UHF近场RFID阅读器天线:1. 提出了一种基于双面带状线的UHF近场RFID阅读器天线。该天线由双面带状线、相移器、四个偶极子以及微带线到双面带状线的转换电路组成。2. 提出了一种中心馈电的宽带UHF近场RFID阅读器天线。该天线由四个渐变双面带状线馈电的偶极子构成。3. 提出了一种基于折合振子阵列的UHF近场RFID阅读器天线。该天线由四个相同结构的不等宽折合振子组成,四个折合振子通过共面带状线依次连接形成了一个环形结构。4. 提出了一种基于耦合结构的UHF近场RFID阅读器天线。该天线由印制在介质基板上表面的折弯单极子结构和开口谐振环结构以及印制在介质基板下表面的覆盖了部分介质基板的金属地板组成。

在文献[7]中,丁大维等人利用MOEA/D(基于分解的多目标进化算法)设计并优化了一款Fragment型天线结构,矩形设计区域被划分为若干个子区域,子区域的边缘分别用“0”和“1”来表示,“0”表示无填充,“1”表示铜丝。如右图所示

在文献[8]中,黄敏光利用耦合结构设计出了一款小型化三频RFID阅读器天线。天线的结构包括了三个耦合单元:一段弯折线、一个倒L形结构和一个U形结构,具有良好的辐射性能,可同时应用与近场和远场。

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