无芯片RFID电子标签的设计
37页-14000字数+说明书+开题报告+中期报告
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摘 要
射频识别（RFID）是一种自动识别技术，具有体积小、容量大、寿命长、可重复使用等特点，该技术与互联网、通讯等技术相结合，可实现全球范围内物品的跟踪与信息共享。标签成本是RFID技术应用和发展的一大瓶颈。基于这一背景，无芯片射频识别以其远距离、高速度和低成本等特点成为当前的热点研究领域。随着技术的发展，射频识别技术应用领域日益扩大，并将成为未来信息社会建设的一项基础技术。本文针对射频识别标签的应用需求，对无芯片射频识别标签进行了研究。
首先，论述了RFID系统的技术原理，并对无芯片RFID标签的工作原理进行了分析。
其次，本文对无芯片RFID标签的整体结构做了介绍。同时阐述了螺旋谐振器的基本原理。
最后，利用Ansoft HFSS对所建模型进行了仿真，并分析了仿真结果。
关键词：射频识别；电子标签；螺旋谐振器；微带线
目 录
1 绪论1
1.1题目背景1
1.2研究意义1
1.3国内外相关研究情况2
1.4课题研究的主要内容3
1.5课题拟采用的研究方案4
1.6课题研究的重点与难点4
1.7论文的组织结构4
2 RFID技术的基本原理5
2.1 RFID系统的组成5
2.1.1 标签5
2.1.2阅读器7
2.1.3计算机处理系统7
2.2无芯片RFID标签的工作原理7
2.2.1电磁场基本原理和天线辐射理论7
2.2.2 RFID的数据传输原理与信道研究10
2.2.3无芯片RFID标签的工作原理与识别距离12
3 螺旋谐振器的设计13
3.1螺旋谐振器的工作原理15
3.2谐振器的设计思路16
4 仿真结果与结论分析18
4.1单一螺旋谐振器的仿真18
4.2 3个螺旋谐振器级联的仿真22
4.2.1编码值为“000”的谐振器结构与仿真结果21
4.2.2编码值为“010”的谐振器结构与仿真结果22
4.2.3编码值为“101”的谐振器结构与仿真结果23
5 结论25
5.1设计结论25
5.2收获与体会25
5.3不足之处25
参考文献27
致 谢27
附录1 硬件实物图31
附录2 硬件实测环境及结果32
首先需要了解一些基本的知识，例如：射频识别的概念以及工作原理、无
芯片电子标签的基本组成、微带线的结构与应用背景、电路设计核心——谐振器的相关参数等。其中微带线是无芯片电子标签中最具特点的一种结构。微带线是指适合制作微波集成电路的平面结构传输线，它具有两方面的作用：1.高频信号进行有效地传输；2.它能与其他固体器件如电感、电容等构成一个匹配网络，使信号输出端与负载很好的匹配。其次就是利用Ansoft HFSS软件进行设计与仿真。其仿真的核心就是微波谐振器。微波谐振器是在微波领域具有储能和选频特性的元件，它相当于低频电路中的振荡回路。
1.5课题拟采用的研究方案
根据题目要求，首先应确定的是微波谐振器的种类。微波谐振器一般有传输线性谐振器和非传输线性谐振器。在本题目中，应选择的谐振器是传输线性谐振器。当确定了谐振器的种类后，再要考虑的就是谐振器的耦合器件—线圈的绕制方法。只有自己认真的了解各种线圈绕制的优缺点，才能找到最适合题目要求的绕制方法。最后，就是将设计好的谐振器级联起来。此时需要考虑的问题就是消除互耦干扰，以便使整个系统能正常的工作。
1.6课题研究的重点与难点
重点在于谐振器的设计。如何设计出满足于要求的谐振单元并能使其稳定的工作是这次设计的重中之重。难点在于消除谐振器之间的互耦干扰。由于设计初步的要求是具有3个谐振器，单元之间的干扰在所难免。怎样才能将互耦干扰降到最低是必须要认真思考才能解决好的。
1.7论文的组织结构
论文共有5个章节构成，主要内容及机构安排如下：
第一章是绪论。简要的论述课题的背景，说明课题的研究意义，并分析了课题研究技术的相关情况。
第二章是RFID技术的组成原理的叙述。主要对RFID系统的组成以及其工作的基本原理做了介绍，另外，重点介绍了无芯片RFID的工作原理。
第三章是螺旋谐振器的设计理论。说明了螺旋谐振器的工作原理以及设计思路。
第四章是仿真结果与实验分析。 包括了所有的仿真结果，并通过改变不同的参数来实现结果的不同，以便得到最后的结论。
第五章是结论。主要包括最终结论，设计收获与体会，设计不足以和需要改进的地方。
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