超高頻射頻識別（RFID）中的若干問題研究.pdf

1、本學(xué)位論文的工作在超高頻射頻識別(UHF RFID)系統(tǒng)的理論研究和設(shè)計(jì)實(shí)踐領(lǐng)域進(jìn)行，包括了長距離無源后向散射UHF RFID閱讀器射頻前端的研制、13WB(超寬帶)RFID系統(tǒng)源脈沖波形的優(yōu)化設(shè)計(jì)、UHF RFID閱讀器小型化天線的研制和UHF RFID標(biāo)簽天線的優(yōu)化設(shè)計(jì)四個方面的研究內(nèi)容。 本論文為研制長距離UHF頻段無源后向散射RFID閱讀器射頻前端提供了數(shù)學(xué)公式化理論模型和工程設(shè)計(jì)方案，填補(bǔ)了該領(lǐng)域的研究空白。論文研究了

2、閱讀器射頻前端的工作原理并進(jìn)行了詳細(xì)的系統(tǒng)信號描述和分析，給出了整機(jī)結(jié)構(gòu)及其射頻前端的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)。通過計(jì)算標(biāo)簽的時間平均吸收功率和接收機(jī)解調(diào)輸出信號的信噪比，論文給出了閱讀器工作距離的數(shù)學(xué)公式模型，并概括了如何增加閱讀距離的一系列關(guān)鍵設(shè)計(jì)建議。論文也給出了915 MHz和2.45 GHz兩個頻段閱讀器射頻前端的詳細(xì)硬件設(shè)計(jì)和工程實(shí)現(xiàn)方案，對它們進(jìn)行了測試評估，獲得工作距離為11.8米的閱讀器原型機(jī)，其性能達(dá)到了國際上一流閱讀器設(shè)備的水平。

3、測試結(jié)果和理論計(jì)算結(jié)果也顯示了很好的一致性，驗(yàn)證了論文所給出的數(shù)學(xué)公式模型和設(shè)計(jì)方法的有效性。 本論文為IJWB RFID系統(tǒng)的源脈沖波形優(yōu)化提供了創(chuàng)新性的數(shù)學(xué)公式化理論模型和設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方法。論文研究了基于延遲反射脈沖序列無源標(biāo)簽的UWB RFID系統(tǒng)的基本工作原理并進(jìn)行了詳細(xì)的信號描述和分析，通過建立基于接收脈沖“有效能量”概念的源脈沖波形函數(shù)的泛函和使用變分計(jì)算泛函極值，得到了相關(guān)于第二類齊次Fredholm線性積分方程特征函

4、數(shù)的源脈沖波形最優(yōu)解數(shù)學(xué)公式模型，并開發(fā)了一套有效的數(shù)值求解算法。論文也展示了一個UWB脈沖傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)例子，給出了優(yōu)化所得的源脈沖信號波形，并比較了它和一些常見脈沖的傳輸性能差異，驗(yàn)證了所給出的優(yōu)化模型和設(shè)計(jì)方法的有效性?；谡撐乃o出的數(shù)學(xué)模型，在設(shè)計(jì)UWB RFID系統(tǒng)時，通過優(yōu)化閱讀器的查詢脈沖波形，就能增加閱讀距離，獲得最佳的系統(tǒng)性能。 本論文研制了工作在2.45 GHz頻段的小型化具有方向性增益的平面印制偶極子形式

5、的UHF RHD閱讀器天線。論文設(shè)計(jì)了新型的V形地平面反射結(jié)構(gòu)，增加了天線的阻抗帶寬和改善了它的輻射方向性，并通過電磁仿真優(yōu)化得到了尺寸僅為51 m×40 m×1.6 m的小型化閱讀器天線。測量結(jié)果表明，其百分比阻抗帶寬大于33％，峰值天線增益超過了2 dBi，后向輻射抑制超過7 dB，性能優(yōu)于無V形反射結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)天線。本論文開發(fā)了工作在2．45 GHz頻段的小型化平面印制偶極子形式的UHFRFID標(biāo)簽天線。論文設(shè)計(jì)了新型的阻抗變換器結(jié)