UHF频段RFID标签天线的小型化设计

提出了一种UHF频段的小型化标签天线,采用紧凑的弯折偶极子形式,通过附加一种新的T型阻抗匹配环结构,得到了非常好的阻抗匹配效果。针对Alien Higgs2型标签芯片,芯片的阻抗为7.4-j113Ω,天线在915 MHz工作频率下的输入阻抗为7.40Ω+112.98Ω,两者实现了较好的共轭匹配。天线整体平面尺寸为20 mm×60 mm,比常见的弯折偶极子结构标签天线的尺寸缩减了25%。天线的S11<-3 dB的工作频段为884 MHz到958 MHz,覆盖了74%的UHF频段,最大增益为0.94dBi。结果表明该天线具有良好的辐射性能,具有低损耗、小型化的优点。     

小型化低剖面UHF RFID抗金属标签天线设计

针对超高频抗金属射频识别(RFID)标签的小型化和低剖面需求,提出了一种可用于金属表面的超高频RFID标签天线,其尺寸为50 mm×20 mm×0.9 mm。该设计采用CST MWS软件进行建模仿真,分析了嵌入式馈电结构尺寸变化和矩形开槽尺寸变化对标签天线输入阻抗的影响,并调整相应参数以达到标签天线输入阻抗与芯片阻抗的共轭匹配。实测结果表明,标签天线输入阻抗与芯片阻抗匹配良好,在910 MHz处有最大实测阅读距离为4.3 m,且具有小尺寸和低剖面,可应用于物流、医疗、零售等多种领域的金属场景。     

一种双偶极子RFID 标签天线设计*

设计了一款由两个弯折的偶极子天线,一个矩形环馈构成的新型超高频(UHF)射频识别(RFID)标签天线,尺寸为76 mm×31.4 mm×0.508 mm.该天线具有宽带,高增益和良好的辐射性能.为了降低制造成本,天线被印制在一个没有地平面和短路探针的单层基片上.我们制作了相应的实物天线,实验结果表明提出的天线在915MHz谐振频率时带宽能覆盖全球超高频射频识别频段840-960 MHz(S11＜-10 dB).此外,我们对天线的输入阻抗和自由空间中的阅读距离进行了测试.仿真和测试结果表明所设计的天线满足RFID标签应用要求.     

金属表面超高频RFID印刷标签天线设计

为满足对金属表面物体智能识读的应用需求,设计了一款可用于金属表面的超高频RFID电子标签天线,使用时将标签贴合在厚度仅为5mm的泡沫介质上,然后置于金属表面,利用金属表面作为自身反射板增加了天线的读取距离。整个天线的面积大小为95mm×45mm,标签的最远读取距离可达4．5m。同时由于表面印刷结构的采用,使得整个标签成本低廉、易于批量生产。     

卷烟包装用UHF RFID抗金属标签天线的设计

为了对内含铝箔的卷烟包装进行防伪识别,设计了一种无源超高频射频识别(UHF RFID)抗金属标签天线。该天线结构简单,可印刷于烟盒表面,并能与包装的金属拉线结构一体化,增强标签的防伪性能。采用Ansoft HFSS软件建模仿真,分析了主要结构参数的变化对标签天线输入阻抗的影响。优化后的结果表明,该天线具有较高的增益、较远的读取距离、良好的方向性和阻抗匹配特性,且带宽能够覆盖915 MHz UHF RFID频段范围。制作标签样品并进行实际测试,结果表明:实测与仿真结果较吻合,读取距离可达8 m,能够满足实际应用的需求。     

集装箱表面的超高频RFID标签天线设计

提出了一款用于集装箱上的超高频RFID标签天线。从实际制作角度详细分析了天线与金属板的不同距离和金属板不同尺寸对天线参数的影响。结果表明,通过适当选取天线与金属板的距离以及联系实际的使用环境,其阅读距离基本满足要求,并且金属板尺寸的增大,使天线的增益也随着增大,但对天线的匹配影响较小,适合集装箱上RFID标签天线的应用。     

RFID标签天线测试架设计

针对RFID标签天线性能参数测试困难的问题,提出了平面结构的天线测试架的构想,设计并制作了一个实际的测试架.测试架包括平衡/不平衡转换器和阻抗匹配网络两部分,仿真和实验结果吻合得很好,能够实现对弯折线偶极子标签天线的输入阻抗、方向图和增益等参数准确的测量,并为其他小型平衡馈电天线的测试提供了参考.     

一种UHFRFID系统宽带标签天线的设计

基于微带天线结构,设计了一款适用于整个UHF RFID系统的新型宽带标签天线。在H型贴片上开H槽,形成了两个相近的谐振点,调整H槽的位置和大小,使两个谐振点靠近耦合,从而拓展了天线带宽。通过改变贴片底部矩形槽深度和微带线长度调整天线的输入阻抗。使用软件HFSS14.0进行仿真分析。结果表明,该天线具有很好的宽频特性(766～989 MHz,回波损耗S11<10 dB),在超高频段(840～960 MHz)内具有良好的阻抗匹配特性。     

一种新型RFID宽带标签天线的分析与设计

由于各个国家分配给UHF频段RFID系统的频率不同,以及全球跨国供应链中物品跟踪管理的发展要求,宽带RFID标签天线已然成为各国学者研究的一个热点。文中采用在辐射贴片上开槽来拓展带宽的方法,设计了一款双T型槽宽带标签天线。所设计的天线为无通孔与短路结构的简单天线,尺寸仅为33mm×25mm×1.6mm,工作带宽覆盖了各个国家分配给UHF频段的频率范围,最大理论读取距离可达7.58m。通过改变槽的尺寸可以方便地调节天线与标签芯片之间的匹配。与其他宽带标签天线相比,该天线在小型化、读取距离方面具有明显优势。由于测试条件有限,天线输入阻抗实测曲线走势与仿真曲线基本一致,但实测曲线向低频偏移了200MHz左右,实测值与仿真值相比有一定程度的衰减。     

可贴敷于人体的RFID 标签天线设计

设计了一款可贴敷于人体的超高频(UHF)射频识别(RFID)标签天线,该天线由矩形辐射单元、环形 馈电和匹配网络组成,其总体尺寸为54. 3 mm×40 mm×0. 8 mm。分析了人体不同部位、天线与人体间距以及天线自 身结构变化对天线辐射性能的影响。通过调节环形馈电和匹配网络尺寸可以实现天线与芯片之间的阻抗共轭匹 配。样品测试结果与仿真结果比较吻合,当标签天线贴敷在人体背部时,实际测量的最大读取距离可达4. 9 m。     

一种小型UHF RFID抗金属标签天线的设计

针对射频识别标签天线小型化、抗金属环境的实际需求,提出了一种可应用于金属环境的超高频射频识别标签天线.通过在矩形贴片上开槽来实现小型化,天线总尺寸为56 mm×50 mm×1.6 mm.通过改变槽的尺寸调节标签天线的输入阻抗,结合等效电路图分析抗金属标签天线的设计过程,从而方便地实现与标签芯片的共轭匹配.实验结果表明,实测和仿真结果比较吻合,标签阻抗匹配良好,实测最大读取距离达3.1m.与其他标签天线相比,该天线具有结构简单、成本低、易于实现和读取距离远等优势.     

RFID超薄抗金属标签天线设计

设计了一款UHF频段RFID超薄抗金属电子标签天线,该天线采用Koch分形结构实现小型化。天线采用FPC材料作为标签天线的介质基板,厚度仅为0.25 mm。其良好的柔韧性使其能用于有共形要求的场合。仿真和测试表明,提出的天线具有较宽的带宽(900~930 MHz)、相对高的增益(约–10.7 d B)、较高的天线效率及较大的阅读距离(约3 m),可应用于物联网中对金属物体的管理。     

UHF频段金属型标签天线的研究与设计

随着天线技术的发展,时UHF RFID可用于金属物体的标签天线的研究成为了热点和难点.根据当前标签天线的设计特点和设计原则,设计出一种适用于845～960MHz的宽频带可用于金属物体的新型标签天线,并通过仿真分析与计算确定了天线的一些重要参量,实现了标签天线输入阻抗能在较大范围内与更多阻抗不同的标签芯片进行匹配.实测结果与仿真结果基本一致,抗金属性能稳定,天线尺寸较小,通信距离较远.     

一种基于容性加载的小型化准八木天线研究

在传统准八木天线的基础上结合小型化技术,提出了一种新型的小型化准八木天线.天线结构上,对天线的馈电结构部分进行合理布局减小天线的纵向尺寸;对反射器和馈源振子进行容性加载,增加电流路径长度,进而减小天线的横向尺寸.确定结构后,利用HFSS软件对模型的相关参数进行仿真优化.天线测试结果显示,在射频识别（Radio Frequency Identification,RFID）美标UHF频段902~928 MHz内实测结果与仿真结果吻合较好,其中增益为6.8 dBi,驻波系数小于1.4,主瓣交叉极化比大于40 dB.天线的尺寸仅为110 mm×105 mm,约为λ₀/3×λ₀/3（λ₀为中心频点自由空间波长）,体现了小型化和优秀的电气性能.     

一种全球通用的小型超高频标签天线设计

为解决小型超高频电子标签的全球通用性问题,基于耦合开口谐振环对提出了一种用于超高频射频识别的新型小标签天线。经优化设计后的标签天线在电压驻波比(VSWR)<1.22时的工作频带范围可以达到790~960 MHz,覆盖了全球所有超高频射频识别工作频段。采用该天线和商业标签芯片实际制作了超高频射频识别标签。通过射频识别阅读器实测表明:所设计标签天线和设计结果一致,具有较好的工作性能,能够适用于多种工作环境。该标签天线具有体积小、结构简单、易于实现和成本低等优点。     

无源超高频抗金属标签天线设计方法综述

射频识别( RFID)技术的不断发展,对标签天线提出了更高的要求。普通标签天线直接应用于金属表面时,由于受到金属边界的影响,其性能会出现一定程度的下降。详细介绍了4种无源超高频抗金属标签天线的设计方法,包括调整天线与金属面的间距、采用吸波材料、引入高阻抗表面基板、采用平面倒F天线( PIFA)或微带天线结构,并分析了每种方法的优缺点及其对标签天线的阻抗匹配、带宽、尺寸、识别距离以及成本等方面的影响。微带贴片天线不仅具有低剖面、高方向性等优点,而且含有金属接地板,常用作抗金属标签天线的设计原型。在抗金属标签天线的设计与实际应用中,研究者可针对具体要求灵活运用这些设计方法。     

Secure and efficient lightweight RFID authentication protocol based on fast tag indexing

During the radio‐frequency identification authentication process, it is of great significance to quickly find out the target tag from all tags stored in the database, because it affects the authentication performance to a great extent. Most of the existing schemes use the Hash or pseudorandom number generator operation to locate the target tag, but if the number of tags is extremely large, vast Hash or pseudorandom number generator operations may take much time and lower the authentication efficiency. To locate the target tag quickly, the RAP and LADP protocols adopt the simple value comparison method, and the back‐end server can easily find the target tag by directly comparing the received index‐pseudonym value with those stored in the database. This method does improve the authentication performance, but it results that these schemes suffer from the tag tracking attack. Motivated by these concerns, we propose a novel tag indexing method called the two‐layer tag indexing mechanism, and at the same time, we give a lightweight radio‐frequency identification authentication protocol based on it. Analyses show that our scheme can effectively resist the tag tracking attack and is almost as efficient as the RAP and LADP protocols in indexing tags. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

超高频RFID天线设计技术研究

在RFID系统中,一个很重要的指标就是读写距离,影响读写距离的重要参数则是读写器天线和标签天线的设计。天线设计是RFID无线射频识别系统设计的关键部分,设计出合适的天线是确保系统正常通信的前提。从近场耦合天线的理论分析着手,通过实际RFID项目中的总结,结合实际RFID系统天线设计所需主要考虑的物理参量,并根据这些参量确定设计步骤。     

一种基于RFID标签阵列的室内定位方法

针对基于天线阵列测角的射频识别(Radio Frequency Identification, RFID)定位系统成本高、无法估计目标姿态的问题,提出了一种基于标签阵列的姿态检索的定位算法。首先,分析了天线方向角、标签阵列姿态角和标签阵列信号到达角之间的关系,建立了标签阵列姿态检索的定位模型;其次,对标签阵列中相位误差来源进行了分析,利用标签间的相位差对标签阵列信号进行重构,降低了读写器收发电路、标签电路及多径效应引入的相位误差对定位精度的影响;同时,分析了标签阵列中的互耦效应对相位的影响,提出了互耦效应相位校正方法,提升了标签阵列的测角精度;最后,提出了一种标签阵列姿态估计算法,使用多个天线的方向角实现对标签阵列姿态角估计和定位。实验结果表明,系统在室内环境下平均定位误差为0.2 m,标签阵列的姿态角估计平均误差为4.35°。     

一种紧凑的UHF RFID抗金属标签天线的分析和设计

提出了一种可应用于金属环境的超高频射频识别标签天线。通过在圆盘贴片上开槽来实现小型化,天线总尺寸为76 mm′76 mm′3.2 mm。设计的天线采用单层结构的FR4 基板,天线结构简单并不需要过孔及销钉。通过改变槽的尺寸可以有效地调节标签天线的输入阻抗,从而方便地实现与标签芯片的共轭匹配。实验结果表明:实测和仿真结果比较吻合,标签阻抗匹配良好,实测最大读取距离达6.8 m。与其他标签天线相比,该天线具有结构简单、成本低、易于实现和读取距离远等优势。