【摘 要】
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随着中国建设“信息化强国”进程的不断推进,物联网技术己经成为今后发展的热点。射频识别（RFID,Radio Frequency Identification）是物联网技术领域中的一项关键技术,而RFID读写器天线则直接决定了 RFID系统的识别范围、探测距离等性能。本文主要对复杂应用场景下的近场UHF RFID读写器天线进行研究,研究内容和创新点如下:提出了一款基于交错耦合结构的单极子电大单环近场
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随着中国建设“信息化强国”进程的不断推进,物联网技术己经成为今后发展的热点。射频识别（RFID,Radio Frequency Identification）是物联网技术领域中的一项关键技术,而RFID读写器天线则直接决定了 RFID系统的识别范围、探测距离等性能。本文主要对复杂应用场景下的近场UHF RFID读写器天线进行研究,研究内容和创新点如下:提出了一款基于交错耦合结构的单极子电大单环近场读写器天线。4个单极子结构通过“顺序旋转”和“交错耦合”连接的方式,构成了电大单环近场读写器天线,将电大单环读写器天线对J41型标签的100%识别空间提升到了 240 mm × 240 mm × 40 mm。提出了一款基于X型移相器结构的平行双线型近场读写器天线。通过一组馈电相位差为180°的平行双线结构,在平行双线之间形成了叠加增强的近场磁场,结合“X”型移相器结构,将电流最小点快速过渡,有效减小了近场磁场空洞,保证了近场磁场分布的均匀性。天线可针对不同的读写尺寸进行灵活的重构扩展:1 ×8扩展、2×5扩展、3×3扩展分别达到65 cm× 10 cm、42 cm× 12 cm、27 cm × 15 cm 的读写尺寸。提出三款辐射近场型低增益读写器天线。针对于“半开放式”金属货架环境中RFID识别系统误读率和漏读率高的业界难题,基于“末端开路微带传输线谐振器”结构,设计了辐射近场型低增益线极化和圆极化阵元,结合近场相控聚焦原理,将天线产生的近场电场聚焦,避免了天线对识别区域外的标签产生误读,并且保证了识别区域内的低漏读性能。通过天线单元轮询工作的方式,扩展了天线的识别面积。实验结果表明:在1 m×0.8 m×0.96m大小的“半开放式”金属货架环境中,除去由于金属货架反射导致的“波节”位置处,其余位置均达到“100%无漏读”性能。并且在识别区域外“100%无误读”。
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