用于射頻識(shí)別系統(tǒng)的抗電磁干擾抑制材料研究.pdf

1、本論文的研究目的是為研制用于射頻識(shí)別(RFID)系統(tǒng)的抗電磁干擾(EMI)抑制材料提供理論和試驗(yàn)依據(jù)。針對(duì)RFID系統(tǒng)中電子標(biāo)簽不能應(yīng)用在金屬環(huán)境中的問(wèn)題,探討金屬對(duì)RFID系統(tǒng)影響的原因,并分別從測(cè)試方法和材料制備工藝兩方面入手提出解決方案。首先,結(jié)合電磁場(chǎng)理論、傳輸線理論以及天線理論分析了金屬影響RFID系統(tǒng)電子標(biāo)簽正常工作的原因,并制定出解決對(duì)策;在阻抗理論進(jìn)行推導(dǎo)計(jì)算的基礎(chǔ)上,分析復(fù)相對(duì)磁導(dǎo)率的測(cè)量原理。研究表明:金屬主要是通過(guò)

2、電磁感應(yīng)作用改變標(biāo)簽附近電磁場(chǎng)的分布和間接地改變標(biāo)簽天線的輸入阻抗兩方面原因,使標(biāo)簽在金屬環(huán)境中不能正常工作;在阻抗理論推導(dǎo)的基礎(chǔ)上,完善了磁導(dǎo)率測(cè)試“單圈電感模型”的理論推導(dǎo)。其次,通過(guò)制備抑制材料解決標(biāo)簽不能應(yīng)用到金屬環(huán)境中的問(wèn)題。理論分析并結(jié)合國(guó)外抑制材料分析結(jié)果,設(shè)計(jì)了用于RFID系統(tǒng)的抗EMI抑制材料的制備工藝,最終將真空退火后的扁平化合金粉末與有機(jī)物復(fù)合壓制成抑制材料;采用XRD、SEM和Agilent4396B網(wǎng)絡(luò)分析儀等

3、分析手段,研究了球磨時(shí)間、退火溫度、粉末含量、材料厚度對(duì)合金粉末微結(jié)構(gòu)及抑制材料性能的變化規(guī)律。結(jié)果表明:隨著球磨時(shí)間由0h增加到50h時(shí),合金粉末顆粒的扁平率由1.18增大到7.01,粒徑由50.36μm減小到33.31μm,平均晶粒尺寸由79.7nm減小到49.7nm,內(nèi)應(yīng)變由0.4252％增大到0.5974%;對(duì)合金粉末進(jìn)行球磨可以明顯提高抑制材料的復(fù)數(shù)磁導(dǎo)率,且隨著球磨時(shí)間的增加抑制材料在同頻率下的μ′和μ″均逐漸增大、RFID

4、系統(tǒng)讀寫距離也逐漸增大但增幅較小;隨著退火溫度由550℃增加到900℃時(shí),合金粉末的DO3超點(diǎn)陣有序度由0.38增大到0.66、平均晶粒尺寸由36.93nm增大到71.41nm、抑制材料在同頻率下的μ′和μ″均逐漸減小;隨著粉末含量的增加,抑制材料的μ′、μ″以及介電常數(shù)模︱ε︱均增大;磁導(dǎo)率模︱μ︱和介電常數(shù)模︱ε︱隨材料厚度的增加成非線性變化;退火溫度、粉末含量、材料厚度三者對(duì)RFID系統(tǒng)讀寫距離的影響沒(méi)有明顯的規(guī)律,綜合分析認(rèn)為工