【摘 要】
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射频识别（RFID）技术在日常生活中有着广泛应用。标签天线作为RFID系统的核心部分之一,其性能的优劣直接影响整个RFID系统的通信质量。传统RFID标签只能识别目标对象的信息,不能直接感受环境的变化。环境的改变可以通过传感器来获得。通过将RFID技术和传感器技术结合,可以实现射频识别感知一体化。传感器受到环境改变的影响,会使其特性发生变化,从而影响到标签天线的输入阻抗,进而使天线的增益,阅读距离
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射频识别（RFID）技术在日常生活中有着广泛应用。标签天线作为RFID系统的核心部分之一,其性能的优劣直接影响整个RFID系统的通信质量。传统RFID标签只能识别目标对象的信息,不能直接感受环境的变化。环境的改变可以通过传感器来获得。通过将RFID技术和传感器技术结合,可以实现射频识别感知一体化。传感器受到环境改变的影响,会使其特性发生变化,从而影响到标签天线的输入阻抗,进而使天线的增益,阅读距离或中心工作频率发生较大改变。根据标签天线的性能变化和环境改变的一一对应关系,可以使标签具有无线传感功能。基于以上原理,本文研究并设计了三款超高频RFID传感标签天线,主要内容如下:（1）设计了一款无线测量材料介电常数的传感标签天线。标签天线通过顶层扇形金属层辐射能量,通过底层的双C形金属层调节天线的输入阻抗。分析了标签天线的中心工作频率和增益随材料介电常数的变化曲线。实际测试结果表明标签天线加载不同介电常数的材料时,其中心工作频率均发生较大偏移。（2）设计了一款无线测量NH3浓度的柔性传感标签天线。通过T型匹配结构实现了标签天线与RFID芯片阻抗共轭匹配。为了提高标签天线对NH3浓度的敏感度,特意设计了传感单元。实际测试结果表明标签天线的中心工作频率随NH3浓度变化均发生明显偏移。（3）设计了一款无线测量温度的传感标签天线。使用双端口S参数测阻抗法,提取出了温度传感器的阻抗随温度变化曲线。根据标签天线能量分布的强弱,选择温度传感器添加的位置,最终可以通过阅读距离和标签天线中心工作频率的偏移两种方式来完成测量温度的功能。本文设计了三款超高频RFID传感标签天线,分别能够实现无线测量介电常数、NH3浓度和温度的功能,解决了传统标签存在的不足,扩大了RFID标签的应用领域,为标签多样化发展提供了新思路。
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