UHF频段RFID标签天线辐射场传播特性研究

摘要

随着物联网体系的飞速发展，作为物联网核心技术的射频识别系统也被广泛应用于实际使用中的各个方面。射频识别应用设备也越来越多，识别标签的使用环境也逐渐变得多样化、复杂化。
　　本文首先回顾了射频识别系统的发展历程和广泛的应用案例。随后文章介绍了标签天线的分类，以及封装工艺，并针对常见的封装形式以及封装工艺对标签性能的影响进行了深度分析。然后针对在普通环境下使用的标签，分析环境温度、空气湿度对标签天线工作的影响。最后采用理论计算的方式推导环境参数所对应的电磁技术参数，再通过软件仿真的形式进行模拟实现。
　　在实际应用中，有很多标签工作在室外环境中。本文针对外场环境中的标签天线进行分析，考虑环境对其产生的不同影响。在外场环境中，考虑的因素有很多，例如雨、冰、雪以及空气悬浊物等对标签天线和电磁波传播的影响。本文所采用的分析方法主要是理论推导的方式，通过计算出环境对电磁波的衰减程度。随着环境温度的降低，空气中的水汽等会凝结在天线的表面，影响天线的性能和电磁波的辐射。本文针对天线表面凝结物对天线的影响进行了深入研究。利用软件建模仿真的方式进行，可以更直观、更准确、更系统化的得出推导结论。
　　UHF频段的射频识别系统中多种标签应用于物流行业中，其中不乏有应用在金属环境的标签。本文对于金属对标签的影响进行了理论分析，并列举出目前使用的几种抗金属标签的类型，并加以了对比。文章最后研究了人体对标签的影响。在分析中首先建立人体分层模型，对于不同的组织结构设置对应频率下的电磁参数。然后通过仿真的方式研究人体对标签天线和电磁辐射的影响。
　　本文主要分析UHF频段下射频识别标签的使用环境对标签的影响。文中的理论分析对设计标签天线有一定指导作用和借鉴价值。

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第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究的目的和意义

1.2 RFID理论发展历史

1.3本文主要研究内容和研究方法

第2章 RFID标签天线原理及封装

2.1 引言

2.2 RFID无源标签天线综述

2.3 RFID标签天线主要技术参数

2.4本文仿真采用的天线

2.5 RFID标签天线的封装

2.6天线封装对天线性能的影响

2.7小结

第3章 基本环境对RFID标签辐射的影响

3.1引言

3.2温度对标签的影响

3.3温度对标签操作的影响

3.4湿空气介电常数的推导

3.5 建模仿真

3.6空气粉尘和水雾颗粒对电磁波的衰减

3.7小结

第4章 雨雪冰对RFID标签的影响

4.1引言

4.2 随机雨介质的等效介电常数

4.3水膜对标签影响的软件仿真

4.4冰雪标签表面的影响

4.5冰雪覆盖标签的软件仿真

4.6小结

第5章 人体和金属对RFID标签天线的影响

5.1引言

5.2金属对RFID标签天线的影响

5.3可用于抗金属的标签设计

5.4人体对RFID标签天线的影响

5.5小结

结论

参考文献

声明

致谢