基于Butler矩陣的RFID閱讀器陣列天線的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、射頻識別(RFID，RadioFrequencyIdentification)技術(shù)是利用無線射頻方式進(jìn)行非接觸雙向通信，從而達(dá)到自動識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)的技術(shù)。閱讀器天線是RFID系統(tǒng)中的關(guān)鍵部分，因此對它的研究與設(shè)計(jì)至關(guān)重要。
　　 現(xiàn)階段，傳統(tǒng)的UHF（超高頻）頻段RFID系統(tǒng)閱讀器通常采用單個微帶天線，其主要存在以下缺點(diǎn):1.識別距離和區(qū)域有限;2.容易丟失標(biāo)簽;3.識別時間長;4.定位誤差大。
　　 針對上

2、述缺點(diǎn)，通過閱讀國內(nèi)外大量文獻(xiàn)，本文創(chuàng)新地提出在UHFRFID閱讀器天線中引入Butler矩陣和陣列天線。設(shè)計(jì)了微帶型四單元Butler矩陣，實(shí)現(xiàn)了閱讀器天線四波束切換，從而擴(kuò)大了閱讀器的識別范圍;在微帶型四單元Butler矩陣的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了1×4均勻微帶直線陣列天線，提高了天線主瓣的增益，從而增加了閱讀器的識別距離，縮短了識別時間，提高了定位精度。
　　 本文通過理論分析、建模仿真等研究方法，主要做了以下的工作:
　　

3、 針對Butler矩陣的研究與設(shè)計(jì)分為三個步驟:1.分析微帶傳輸線的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，設(shè)計(jì)適合Butler矩陣的微帶線結(jié)構(gòu);2.分析Butler矩陣中主要單元的設(shè)計(jì)原理，仿真、設(shè)計(jì)出微帶型3dB定向耦合器和0dB交叉耦合器，制作實(shí)物;3.結(jié)合以上各個單元，仿真、設(shè)計(jì)出微帶型四單元Butler矩陣，實(shí)現(xiàn)四種相位輸出，制作實(shí)物并測試。
　　 將陣列天線的研究與設(shè)計(jì)分為陣元和陣列兩個模塊。第一模塊陣元部分介紹了微帶天線的基本應(yīng)用、

4、原理結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了采用嵌入式傳輸線饋電的微帶天線并制作了實(shí)物;第二模塊陣列部分重點(diǎn)介紹了均勻直線陣列的輻射原理和陣列天線方向圖乘積原理，通過MATLAB仿真驗(yàn)證了陣列天線波束成形的可行性，仿真結(jié)果表明陣列天線可應(yīng)用于RFID閱讀器天線的設(shè)計(jì)并能實(shí)現(xiàn)波束切換功能。進(jìn)一步，結(jié)合陣元建模、仿真、設(shè)計(jì)出1×4均勻直線陣列天線，再配合四單元Butler矩陣，實(shí)現(xiàn)RFID閱讀器天線四波束切換。
　　 針對Butler矩陣和陣列天線的設(shè)計(jì)及制作