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在智能仓储、自动售货机等应用场景中，对超高频（Ultra-high Frequency, UHF）射频识别（Radio Frequency Identification, RFID）技术的要求日益提高。基于磁耦合原理的近场天线具有良好的抗金属和液体目标干扰能力，因而得到越来越广泛的关注。本文针对磁耦合近场天线磁场分布不均匀、阅读距离近的问题，提出了基于多单元耦合的方法，使得近场天线的磁场分布均匀性和阅读距离明显提高，本文的主要内容及成果如下：
（1）提出了一种近场天线性能的分析方法，从天线近场的电磁场场分量的角度研究电磁场的分布。首先研究了xoy平面内反向电流对的电磁场分布，仿真结果显示，当两个垂直于y轴的电偶极子相距λ/4、等幅反相馈电时，沿 y 轴方向在 10mm 高度处 Hz分量的平均值达到了-0.7dBA/m，实现了天线单个方向上磁场分布的均匀性；研究了xoy平面内两对反向电流组成环天线的电磁场分布，仿真结果显示，当电偶极子两两相距200mm且形成环形电流时，其沿x、y 轴方向在 10mm 高度处的 Hz分量平均值均达到-10dBA/m，提升了天线在正交方向上磁场分布的均匀性。进一步地研究了多单元环天线耦合的电磁场分布，仿真结果显示，当两个环天线z 轴方向上相距λ/2、上层偶极子端口开路时，天线正交方向上的 Hz分量幅值相比于单个环天线，最大值提升了4.6dBA/m，平均值提升了0.5dBA/m，在保持天线磁场分布均匀性的同时，提升了Hz分量的幅值。
（2）基于反向电流对及多单元耦合的研究分析，将功分器一臂移相180°形成反向电流对并进行弯折，通过终端接匹配负载的方法，使得天线在860MHZ~960MHZ的UHF RFID频段范围内，阻抗带宽相比于未接匹配负载时，提升了 5.7 倍；通过移位对插的多单元耦合设计，实现Hx和Hy分量的交替下降，从而使得天线在500mm×140mm的读写范围内磁场Hz分量的平均值相比于未移位对插时，提升了4.8dBA/m，在保持天线阅读距离的同时，显著提升了天线的频带应用范围以及磁场分布均匀性。
（3）基于多单元耦合的研究分析，在偶极子环天线上方添加端口短路耦合单元，在保持单个环天线阅读范围的同时，天线正交方向上的 Hz分量幅值相比于单个环天线，最大值提升了9dBA/m，平均值提升了 5.1dBA/m，从而提升了天线的阅读距离。实测结果表明，当下层天线端口馈电功率为25dBm时，相比于单个环天线，所设计的天线对140mm×140mm阅读区域内标签的100%阅读距离提升了1.3倍，最远阅读距离提升了67%。
（1）提出了一种近场天线性能的分析方法，从天线近场的电磁场场分量的角度研究电磁场的分布。首先研究了xoy平面内反向电流对的电磁场分布，仿真结果显示，当两个垂直于y轴的电偶极子相距λ/4、等幅反相馈电时，沿 y 轴方向在 10mm 高度处 Hz分量的平均值达到了-0.7dBA/m，实现了天线单个方向上磁场分布的均匀性；研究了xoy平面内两对反向电流组成环天线的电磁场分布，仿真结果显示，当电偶极子两两相距200mm且形成环形电流时，其沿x、y 轴方向在 10mm 高度处的 Hz分量平均值均达到-10dBA/m，提升了天线在正交方向上磁场分布的均匀性。进一步地研究了多单元环天线耦合的电磁场分布，仿真结果显示，当两个环天线z 轴方向上相距λ/2、上层偶极子端口开路时，天线正交方向上的 Hz分量幅值相比于单个环天线，最大值提升了4.6dBA/m，平均值提升了0.5dBA/m，在保持天线磁场分布均匀性的同时，提升了Hz分量的幅值。
（2）基于反向电流对及多单元耦合的研究分析，将功分器一臂移相180°形成反向电流对并进行弯折，通过终端接匹配负载的方法，使得天线在860MHZ~960MHZ的UHF RFID频段范围内，阻抗带宽相比于未接匹配负载时，提升了 5.7 倍；通过移位对插的多单元耦合设计，实现Hx和Hy分量的交替下降，从而使得天线在500mm×140mm的读写范围内磁场Hz分量的平均值相比于未移位对插时，提升了4.8dBA/m，在保持天线阅读距离的同时，显著提升了天线的频带应用范围以及磁场分布均匀性。
（3）基于多单元耦合的研究分析，在偶极子环天线上方添加端口短路耦合单元，在保持单个环天线阅读范围的同时，天线正交方向上的 Hz分量幅值相比于单个环天线，最大值提升了9dBA/m，平均值提升了 5.1dBA/m，从而提升了天线的阅读距离。实测结果表明，当下层天线端口馈电功率为25dBm时，相比于单个环天线，所设计的天线对140mm×140mm阅读区域内标签的100%阅读距离提升了1.3倍，最远阅读距离提升了67%。