UHF頻段RFID天線與射頻匹配電路的研究

　　作為一項新興的自動識別技術(shù)，無線射頻識別技術(shù)被喻為21世紀(jì)最具革命性意義的無線通信技術(shù)之一。它基于射頻信號的空間耦合原理和電磁場的傳輸特性，通過無線信號進(jìn)行雙向通信，自動識別目標(biāo)物體并提取相關(guān)信息，實現(xiàn)了對靜止或移動的待識別物品的自動識別和數(shù)據(jù)采集。 無線射頻識別技術(shù)發(fā)源于雷達(dá)原理，到今日已經(jīng)走過了59年的光陰。隨著科技的不斷進(jìn)步，無線射頻識別技術(shù)得到了極快的發(fā)展，產(chǎn)品種類日益豐富，應(yīng)用也越來越廣泛，已涉及到人們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€方面。被譽(yù)為條形碼未來替代品的無線射頻識別技術(shù)，必將成為未來信息社會建設(shè)的一項基礎(chǔ)科技。 無線射頻識別技術(shù)系統(tǒng)分為低頻、高頻、超高頻、微波等四個工作頻段。目前最被看好的超高頻段是未來商用市場規(guī)模最大的頻段，也是技術(shù)上最難實現(xiàn)的頻段，國內(nèi)外的相關(guān)科研人員也在集中探討此頻段的技術(shù)難點(diǎn)。根據(jù)電子標(biāo)簽工作供能的不同，無線射頻識別技術(shù)系統(tǒng)又可分為有源系統(tǒng)和無源系統(tǒng)，而超高頻無源RFID系統(tǒng)的設(shè)計更是國內(nèi)外目前研究熱點(diǎn)中的熱點(diǎn)。本文主要關(guān)注的是超高頻無源RFID電子標(biāo)簽技術(shù)的研究。 在超高頻段的無源RFID電子標(biāo)簽的設(shè)計當(dāng)中，通信天線和相關(guān)射頻電路作為電子標(biāo)簽的重要組成部分，決定著整個RFID系統(tǒng)的性能指標(biāo)和實際可用性，尤其是讀取距離這個關(guān)鍵指標(biāo)。選擇合適的通信天線，設(shè)計與之相匹配的射頻倍壓整流電路是整個系統(tǒng)成敗的關(guān)鍵要點(diǎn)和攻堅難點(diǎn)。 本文首先分析了超高頻RFID系統(tǒng)中通信天線的特殊指標(biāo)要求，詳細(xì)研究了各種可以在超高頻RFID系統(tǒng)中實現(xiàn)的天線類型和相關(guān)理論。接著根據(jù)法拉第定律和安培定律，基于波動原理的分布理論分析了射頻波段倍壓整流電路的特性，詳細(xì)討論了其在超高頻段的無源RFID電子標(biāo)簽設(shè)計中的應(yīng)用。結(jié)果表明，超高頻段的倍壓整流電路與經(jīng)典的倍壓整流電路分析有著很大不同之處。最后在實踐中成功設(shè)計出一種效果良好的UHF頻段RFID無源標(biāo)簽芯片的倍壓整流電路。 本論文的研究得到國家自然科學(xué)基金（60571036）和信息產(chǎn)業(yè)部2005年度電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展基金重點(diǎn)招標(biāo)項目的資助。