本文關鍵詞：基于氧化鋅單晶射頻標簽的特性研究

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【摘要】：射頻識別(Radio Frequency Identification,RFID)技術是利用無線電信號查詢目標并讀取相關數(shù)據(jù)的一種通信技術。主要通過無線射頻信號空間耦合作用實現(xiàn)傳遞并獲取識別對象的相關數(shù)據(jù)。聲表面波(Surface Acoustic Wave,SAW)射頻識別系統(tǒng)由閱讀器、聲表面波標簽以及終端的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)三部分組成。其中聲表面波標簽由壓電基底以及沉積在基底上面的標簽天線、反射柵和叉指換能器組成。聲表面波(Surface Acoustic Wave,SAW)標簽屬于無芯片電子標簽。主要由叉指換能器IDT(Interdigital Transducer)將收到的高頻脈沖型號轉變成聲表面波,并沿著晶體表面?zhèn)鞑�。SAW標簽具有適應惡劣環(huán)境、無源、識別距離長、批量生產成本低等優(yōu)點,與IC電子芯片標簽有良好的互補性。目前,SAW標簽廣泛應用于公路智能收費系統(tǒng)、車輛防盜識別、貨運管理網絡系統(tǒng)、供應鏈管理等方面。ZnO單晶由于其光電耦合系數(shù)高,溫度系數(shù)低且廉價易得的特性,備受國內外研究機構的關注。但目前對于基于氧化鋅單晶的SAW標簽的研究還少有報導。本文針對基于聲表面波技術的射頻識別系統(tǒng)工作原理,利用COMSOL軟件研究ZnO單晶材料的射頻波標簽特性。并進行了多物理域耦合建模與仿真。提取出符合聲表面波特性的模態(tài)圖,得到268MHz的正特征頻率和275MHz的反特征頻率。通過對特征頻率的仿真分析,計算ZnO單晶的相速度為2715m/s。通過頻率響應分析,得出標簽位移與頻率之間的關系圖,獲得了標簽的幅頻特性。分析了叉指換能器結構對射頻標簽特征頻率的影響。最后討論脈沖幅度編碼對回波脈沖的影響。
【關鍵詞】：ZnO單晶 聲表面波 射頻識別 標簽 叉指換能器 COMSOL
【學位授予單位】：南京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP391.44
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-11
• 1.1 課題的研究背景8-10
• 1.1.1 聲表面波概述8-9
• 1.1.2 射頻標簽的發(fā)展應用9-10
• 1.2 射頻標簽國內外研究進展10
• 1.3 論文內容安排10-11
• 第二章 射頻標簽理論知識11-25
• 2.1 壓電效應11-13
• 2.2 叉指換能器13-17
• 2.2.1 聲表面波的形成14-15
• 2.2.2 叉指換能器IDT模型15-17
• 2.3 反射柵17-19
• 2.3.1 反射柵的基本結構17-19
• 2.4 標簽編碼19-22
• 2.4.1 脈沖鍵控編碼19-20
• 2.4.2 2PSK相位編碼20-21
• 2.4.3 脈沖位置編碼21-22
• 2.5 氧化鋅單晶基本性質22-24
• 2.5.1 氧化鋅晶體結構22-23
• 2.5.2 氧化鋅能帶結構23-24
• 2.5.3 氧化鋅單晶性質24
• 2.6 本章小結24-25
• 第三章 氧化鋅單晶射頻標簽理論及仿真25-38
• 3.1 有限元仿真概述25-26
• 3.2 COMSOL軟件介紹26
• 3.3 模型二維仿真26-28
• 3.4 二維模型結構建立28-34
• 3.4.1 網格劃分30-31
• 3.4.2 特征頻率研究31-33
• 3.4.3 振動位移特性33-34
• 3.5 反射柵設計34-37
• 3.6 本章小結37-38
• 第四章 標簽結構對仿真結果的影響38-47
• 4.1 電極高度h的研究39-40
• 4.2 電極寬度a研究40-41
• 4.3 叉指數(shù)目n的研究41-44
• 4.4 氧化鋅單晶厚度d研究44-45
• 4.5 壓電耦合系數(shù)45-46
• 4.6 本章小結46-47
• 第五章 總結與展望47-49
• 5.1 論文總結47-48
• 5.2 下一步的工作48-49
• 參考文獻49-52
• 附錄1 攻讀碩士學位期間撰寫的論文52-53
• 附錄2 攻讀碩士學位期間撰寫的專利53-54
• 附錄3 攻讀碩士學位期間參加的科研項目54-55
• 致謝55

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本文編號：1077911