【摘 要】
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基于RFID技术的贴片天线应变传感器可以用来测量结构的应变.当传感器经历变形时,传感器上的矩形贴片天线的辐射贴片长度会发生改变,引起天线的谐振频率漂移.通过无线或有线的阅读设备测量传感器中天线的回波反射系数,可以确定天线的谐振频率漂移量,确定该漂移量后,即可推测出传感器所测应变值.本文设计了两种贴片天线传感器,它们采用不同的介质材料：FR4和RT-5870,为了使天线的尺寸最小,它们都是2.4GH
【机 构】
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同济大学,结构工程与防灾研究所,上海200092 同济大学,结构工程与防灾研究所,上海200092
【出 处】
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第六届全国结构抗振控制与健康监测学术会议
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基于RFID技术的贴片天线应变传感器可以用来测量结构的应变.当传感器经历变形时,传感器上的矩形贴片天线的辐射贴片长度会发生改变,引起天线的谐振频率漂移.通过无线或有线的阅读设备测量传感器中天线的回波反射系数,可以确定天线的谐振频率漂移量,确定该漂移量后,即可推测出传感器所测应变值.本文设计了两种贴片天线传感器,它们采用不同的介质材料：FR4和RT-5870,为了使天线的尺寸最小,它们都是2.4GHz的四分之一波长天线.本文利用HFSS软件,模拟了天线谐振频率漂移量与应变的相关性,同时,利用ABAQUS软件模拟了传感器中的应变传递效率.模拟结果显示,两种传感器的谐振频率变化与它们长度方向上的应变线性相关,而它们宽度方向上的应变对它们谐振频率变化影响不大.通过对比这两种传感器,采用FR4介质材料的传感器性能更好,它具有更小的尺寸,更大的应变传递率和更均匀的应变场,并且,该传感器宽度方向上的应变对天线谐振频率变化的影响也要更小.最后,通过实验也进一步验证了贴片天线应变传感器的工作原理.
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