高頻-超高頻電子標簽天線設計與制備.pdf

1、在物聯網領域，電子標簽具有讀寫速度快、使用方便和壽命長等優(yōu)點，是物聯網識別與通訊的關鍵器件。目前傳統的電子標簽天線制造技術如刻蝕法和導電油墨印刷法工藝相對復雜，其導致的高成本是目前電子標簽應用的最大障礙?；诖?，本論文探索了一種基于“加成法”思想，采用印制電子技術實現的標簽天線制造方法，該方法具有工藝簡單、環(huán)境友好和低成本等優(yōu)點。論文主要研究內容如下：
　　1.研究并開發(fā)了一種具有可噴印適性的溶液型催化油墨，確定了油墨的組份體系及

2、其工藝參數，物性測試表明其催化活性粒子固含量為0.3 mol/L，粘度均值為2.6 mPa·s，表面張力均值為33.5 mN/m，初干性均值為5.6 mm/30s，油墨具有較好的流動性、穩(wěn)定性和耐候性。
　　2.對標簽天線承印基材聚酰亞胺薄膜進行了表面改性研究，結果表明采用氫氧化鉀和硅烷偶聯劑可以提高聚酰亞胺薄膜表面粗糙度，改善油墨在其表面的浸潤鋪展特性，增強基材與金屬層之間的結合力。改性后的PI薄膜表面粗糙度由2.87 nm提高

3、至11.15 nm，油墨與其接觸角由40.9°降低至22.9°。同時通過單因素變量法確定了高頻標簽天線金屬化時的優(yōu)化鍍液組分和濃度，其中 C4H4O6KNa·4H2O為24 g/L，EDTA·2Na為3 g/L，CuSO4·5H2O為11 g/L，HCHO濃度為12 mL/L。高頻標簽射頻收發(fā)測試表明所制備的電子標簽閱讀距離為2.5 cm，滿足應用要求。
　　3.設計了一款超高頻電子標簽，采用高頻結構仿真軟件 HFSS進行了仿真與

4、優(yōu)化。設計完成的超高頻天線的諧振頻率為915 MHz，回波損耗為-20.98 dB，阻抗為7.2+126.9 j，天線增益為2.22 dB。采用紙基材料作為基板，研究開發(fā)了適用于紙基導電圖形制備的表面處理工藝。通過單因素變量法確定了超高頻標簽天線金屬化時的優(yōu)化鍍液組分和濃度。所制備的紙基銅層電導率為2.9×107 S/m，為銅體材電導率的49.2％，表明銅層具有良好的導電性。超高頻電子標簽的射頻收發(fā)特性測試表明其閱讀距離可達42 cm，