本文選題：磁性基板　切入點(diǎn)：UHF　出處：《電子科技大學(xué)》2014年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：隨著物聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的發(fā)展普及,射頻識(shí)別技術(shù)(RFID)已經(jīng)在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起到了舉重輕重的位置。UHF(Ultra High Frequency)RFID工作頻段在860~960MHz,由于其工作距離通常大于1m而被廣泛應(yīng)用于遠(yuǎn)距離信息讀寫。在很多實(shí)際情況中,標(biāo)簽天線不可避免的被貼在金屬物體上,此時(shí)普通標(biāo)簽受金屬干擾而不能正常被讀取,這是阻礙它發(fā)展的一個(gè)重要技術(shù)問題。本文詳細(xì)的分析了磁性材料對偶極子天線的各項(xiàng)性能參數(shù)的影響,制備了3款厚度為2mm的磁性基板抗金屬標(biāo)簽天線,同時(shí)為應(yīng)用于UHF RFID抗金屬標(biāo)簽天線的磁性材料的制備指明了研究方向。首先,介紹了UHF RFID標(biāo)簽天線的性能參數(shù),分析金屬環(huán)境使天線失效的機(jī)理,金屬界面下,天線的方向圖、阻抗、增益發(fā)生顯著變化。采用HFSS軟件結(jié)合理論知識(shí),分析磁性材料對半波偶極子天線各項(xiàng)性能的影響,磁性材料增大了天線周圍媒質(zhì)的有效電磁參數(shù),可以有效的縮短天線的物理尺寸,而電磁損耗造成天線增益的降低;不考慮損耗時(shí),磁性材料相比介電材料更有助于提高金屬環(huán)境中天線的增益;隨著磁性材料厚度的增大(0~0.05λ),天線的增益逐漸增大。其次,通過分析磁性材料對天線性能的影響,結(jié)合UHF RFID標(biāo)簽天線本身的性能要求,確定磁性基板的電磁參數(shù)范圍。磁性材料的電磁參數(shù)實(shí)部應(yīng)小于10;為了減少天線的增益衰減,結(jié)合磁性材料本身的電磁特性,磁性材料的磁損耗正切應(yīng)小于0.1,介電損耗正切小于0.05。高Q磁性基板利于制備小尺寸厚度薄的抗金屬標(biāo)簽天線。采用固相反應(yīng)法制備了用于抗金屬標(biāo)簽天線的磁性基板,該磁性膠板在922 MHz的電磁參數(shù)為:μ′=2.3,ε′=6.4,tanμ=0.09,tanε=0.003,滿足磁性基板的參數(shù)要求。最后,設(shè)計(jì)以磁性材料為基板的抗金屬標(biāo)簽天線,分別對不同的磁性基板、不同的天線形狀下的抗金屬標(biāo)簽天線進(jìn)行分析,成功的做出了三款厚度為2mm抗金屬標(biāo)簽天線。當(dāng)天線的長度為100mm時(shí),可以達(dá)到最大讀取距離為3m;縮小天線尺寸以降低天線的增益為代價(jià),改變天線結(jié)構(gòu)縮小天線長度尺寸為42mm、52mm時(shí),天線的讀取距離降低為1m、1.5m。復(fù)雜的天線結(jié)構(gòu)在彎折線相近的區(qū)域損耗明顯增大,對磁性材料的電磁損耗要求更嚴(yán)格。當(dāng)天線形狀確定時(shí),降低磁性材料的磁導(dǎo)率損耗可以有效的縮短抗金屬標(biāo)簽天線的厚度及長度。
[Abstract]:With the development of information technology in the Internet of things, RFID (Radio Frequency Identification Technology) has played a weightlifting position in the development of national economy. The working frequency band of UHF Ultra High Frequency)RFID is 860,960MHz. because its working distance is usually more than 1m, it is widely used in the reading and writing of remote information. The tag antenna is inevitably affixed to a metal object, where the ordinary label is not read properly because of metal interference. This is an important technical problem that hinders its development. In this paper, the influence of magnetic materials on the performance parameters of dipole antenna is analyzed in detail, and three kinds of magnetic substrate anti-metal label antennas with thickness of 2 mm are fabricated. At the same time, it points out the research direction for the preparation of magnetic materials used in UHF RFID anti-metal label antenna. Firstly, the performance parameters of UHF RFID tag antenna are introduced, and the mechanism of antenna invalidation under metal environment is analyzed, and the pattern of antenna under metal interface is analyzed. The influence of magnetic material on the properties of half-wave dipole antenna is analyzed by using HFSS software and theoretical knowledge. The effective electromagnetic parameters of the medium around the antenna are increased by the magnetic material. The physical size of antenna can be shortened effectively, and the gain of antenna can be reduced by electromagnetic loss. When the loss is not considered, the gain of antenna in metal environment can be improved more by magnetic material than by dielectric material. With the increase of the thickness of magnetic material, the gain of antenna increases gradually. Secondly, by analyzing the effect of magnetic material on the performance of antenna, combining with the performance requirements of UHF RFID tag antenna, Determine the range of electromagnetic parameters of the magnetic substrate. The real part of the electromagnetic parameters of the magnetic material should be less than 10. In order to reduce the gain attenuation of the antenna, combined with the electromagnetic characteristics of the magnetic material itself, The magnetic loss tangent of magnetic material should be less than 0.1 and the tangent of dielectric loss should be less than 0.05. High Q magnetic substrate is propitious to the preparation of thin anti-metal label antenna with small size. The magnetic substrate used for anti-metal label antenna is prepared by solid state reaction method. The electromagnetic parameters of the magnetic adhesive plate at 922 MHz are as follows: 渭 ~ (2. 3), 蔚 ~ (6.4N) tan 渭 ~ (0.09) tan 蔚 ~ (0.003), which meet the requirements of the magnetic substrate. Finally, an anti-metal label antenna with magnetic material as the substrate is designed, and different magnetic substrates are designed. Three anti-metal label antennas with a thickness of 2mm are successfully made by analyzing the anti-metal label antennas with different antenna shapes. When the length of the antenna is 100mm, The maximum reading distance is 3 m. When the antenna size is reduced at the cost of reducing the gain of the antenna, the length of the antenna is reduced to 42 mm or 52 mm by changing the structure of the antenna. The reading distance of the antenna is reduced to 1 ~ 1. 5 m. The loss of complex antenna structure in the area close to the bending line is obviously increased, and the electromagnetic loss of magnetic material is more strict. When the shape of antenna is determined, Reducing the permeability loss of magnetic materials can effectively shorten the thickness and length of anti-metal tag antennas.
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TN820;TP391.44

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本文編號(hào)：1570175