RFID双频微带天线仿真与设计

RFID双频微带天线仿真与设计摘要随着天线技术的快速发展，对微带天线的研究也日益深入，天线的应用范围也愈加广阔。射频识别（RFID）是一种基于射频原理实现的非接触式自动识别技术。RFID具有读写距离长、数据容量大、操作方便、安全可靠等优点。天线在RFID技术中拥有着不可或缺的地位，它是一个传输信息的桥梁，因此RFID天线的研究具有深远的意义。传统的RFID天线只能工作在单一频段，频率单一，致使功能不够丰富。而研究双频RFID天线可以满足这个需求，使天线的功能更加丰富便捷。本文对于RFID基础和分类功能进行了详细地阐述，在微带天线方面，以微带天线的各种基础知识为起点，分析了微带天线的辐射理论和分析方法，对微带天线双频化的各种方法进行详尽的阐述。并设计了一种工作在超高频段的频率为915MHz左右和工作在微波频段的频率为2.45GHz左右的RFID双频微带天线。其中对于在较低频率时的带宽的要求大于30MHz，并且在915MHz时的增益系数是5。在较高频率时的带宽的要求是大于70MHz，并且在2.45GHz是的增益系数是10。关键词：射频识别技术；RFID；微带天线；双频AbstractWiththerapiddevelopmentofantennatechnology,theresearchonmicrostripantennaisbecomingmoreandmoreextensive.RFID(RFID)isanon-contactautomaticidentificationtechnologybasedonRFprinciple.RFIDhastheadvantagesoflongreadingandwritingdistance,largedatacapacity,convenientoperation,safeandreliable.AntennahasanindispensablepositioninRFIDtechnology,itisabridgetotransmitinformation,sothestudyofRFIDantennahasfar-reachingsignificance.ConventionalRFIDantennascanonlyworkinasinglefrequencyband,andthefrequencyissingle,whichmakesthefunctionnotrichenough.Andthestudyofdual-frequencyRFIDantennacanmeetthisdemandandmakethefunctionofantennamoreabundantandconvenient.Basedonthebasicknowledgeofmicrostripantenna,theradiationtheoryandanalysismethodofmicrostripantennaareanalyzed,andthemethodsofdualfrequencyizationofmicrostripantennaareexpoundedindetail.Thefrequencyoftheultra-highfrequencybandisabout915MHzandthefrequencyofthemicrowavebandisabout2.45GHz.RFIDdual-frequencymicrostripantenna.wheretherequirementforbandwidthatlowerfrequenciesisgreaterthan30MHz,andthegaincoefficientat915MHzis5.Thebandwidthrequirementathigherfrequenciesisgreaterthan70MHz,andat2.45GHzthegaincoefficientis10.Keywords:RFIDtechnology;RFID;microstripantenna;dualfrequency目录TOC\o"1-3"\h\u摘要 1Abstract 2目录 3第一章绪论 51.1研究背景及意义。 51.2微带天线的发展 61.3本文主要安排 7第二章射频识别技术基础 82.1射频识别技术原理 82.2RFID技术的分类 82.2.1无源RFID 82.2.2有源RFID 92.2.3半有源RFID 92.3射频技术的应用 9第三章微带天线基础 103.1微带天线概念 10 113.3微带天线的馈电 123.3.1微带馈电 123.3.2同轴馈电 123.3.3电磁耦合馈电 123.4双频天线的实现 123.4.1正交模式双频微带天线 123.4.2多贴片多频天线 123.4.3电抗负载贴片天线 123.5微带天线的分析方法 133.5.1传输线模型理论 133.5.2空腔模型理论 133.5.3全波分析理论 13第四章RFID双频微带天线的仿真与设计 144.1双频微带天线概述 144.2双频微带天线结构 144.3天线优化 154.3.1不同空气高度参数的仿真结果 154.3.2不同长方形切片的宽度的仿真结果 164.3.3不同圆形切片的半径对仿真结果的影响 174.3.4优化后参数 184.4天线的性能指标 184.4.1天线的回波损耗 184.4.2史密斯圆图 194.4.3天线的三维增益方向图 204.4.4E面增益方向图 204.4.5天线参数计算结果与最大远场数据计算结果 21第五章总结与展望 225.1总结 225.2展望 23参考文献 23致谢 25第一章绪论1.1研究背景及意义微带天线是从20世纪70年代之后慢慢地发展起来的一种天线。追溯到20世纪50年代，那时候有研究人员构思出了微带天线的概念，但是没有被广大科学研究人员引起重视。在之后的十几年中，微带天线也没有得到关键的进展，只有一小部分研究人员从事这方面的研究。1970年之后，天线技术经历了一段巅峰成长期，这段时间对于天线的研究突飞猛进，在微带线的理论知识的快速发展和实践技术的上升中，很多应用于实践并且相当实用的微带线被研发了出来。随着天线技术的快速发展，设备的需求也在快速地攀升。在不能大幅度影响天线的增益的情景下，对于天线尺寸减小的改变有很大的困难。由于微带天线的重量较轻、体积也是小型化、低成本、简单的制造工序、有源元件和电路的集成，所以微带天线的使用越来越广泛。早期的微带天线的劣势就是窄频带的偏波纯度高，需要供给大量的电，但是功率较低。因此早起从事于微带天线的研究人员主要就是为了克服这样的不足，以满足技术的发展带来的对微带天线越来越高的要求。就是因为这些对于微带天线的缺点的研究，研究人员们的不懈奋斗与努力，使微带天线有了无限的上升空间与应用前景。微带天线的应用范围广泛，如无线通信系统、卫星导航、卫星通信、雷达等。【】微带天线具有制作成本低、体积的小型化和重量较轻的这些优点，所以被广泛地使用。射频识别技术的原理是通过射频信号的空间耦合来实现非接触数据交换和相互识别。【】RFID系统可以拆分成三个主要模块，分别是识读器模块，标签模块和计算机应用系统模块。其中识读器又能分成三大模块，一是高频接口模块，简单来说这个模块就是发送器和接收器。二是控制单元模块。三是及阅读器天线模块。识读器起到的作用就是写入标签信息和读取标签信息。电子标签就相当于一个载体，是射频系统的数据载体，同样由三大模块组成，分别是天线模块，耦合元件模块及芯片模块。它的作用是响应接收的信号，实质相当于一个应答器。计算机系统的功能则是通过应用层软件，对采集到的、未进行处理的信息进行进一步的加工，然后付诸应用。射频识别在商品的物流跟踪、物联网技术、支付系统等方面的得到了广泛的应用。【】因此，RFID技术的研发在推动经济全球化，生活的便捷等方面起到了积极的作用。对于其上研究背景，因传统RFID天线频率的单一，为了弥补工作频率的单一性，故此次研究的方向是RFID双频微带天线，以微带天线的双频化和工作在超高频段和微波频段为目的，对微带天线进行改造设计，设计出一种能同时工作在两种射频段的双频微带天线，同时工作在915MHz和2.45GHz附近。为我们的生活提供更多的便捷。因此，RFID双频微带天线的研究是具有深远的意义的。1.2微带天线和RFID的发展及国内外研究现状1.2.1微带天线及RFID的发展在微带天线的历史发展进程中，微带天线被研究人员们看做是一个很关键的器件，相当于无线通信中的传感器的地位。目前，由于微带天线能很容易且简便地和前端电路进行集成，从零到有，科研人员研发出了愈来愈多的功能丰富的微带天线。双频微带天线一直都是微带天线研究的热点之一。很多微带天线都要通过双频化，多频化来丰富天线的日益增长的功能需求。在RFID的发展历程中，从20世纪50年代左右时最早的基础理论的奠定，再有后来的十几年的慢慢摸索与探究，当进入到20世纪70年代时，RFID技术终于开始了迅速的发展，紧接着就出现了各种RFID技术的应用，直到如今，有源电子标签，无源电子标签和半有源电子标签的都在不断地发展中，应用场景愈加地广阔。1.2.2微带天线及RFID国内外研究现状经过国内外开发人员们的研究，得出了一些天线双频的结论。设计天线可以通过改变微带天线贴片的平面结构，使其工作在不同的谐振模式，能够实现天线的双频或多频特征。通过在微带天线贴片上开槽或者加载附加贴片的方法[29]国外很早的时候就开始着手RFID技术的研究，且发展很快很迅速。当今许多国家都拥有优良和成熟的RFID系统。在北美，UHF频段的远距离RFID系统对的发展比较好；而有源2.45GHz系统在欧洲的发展比较优秀且成熟；5.8GHz系统在日本和欧洲均有较为成熟的有源RFID系统。国内对于RFID的研究也日益深入，虽然暂时还与外国的技术之间有一些差距，但是国内已经具备了自主研发各种频段的RFID读写器和电子标签的能力，其各种应用已经慢慢融入了我们的生活之中。由国内外研究的现状，传统RFID天线频率的单一，为了弥补工作频率的单一性，故此次研究的方向是RFID双频微带天线，以微带天线的双频化为目的，对微带天线进行改造设计，使其同时工作在915MHz和2.45GHz附近。1.3本文主要安排本文就射频工作频段进行了研究，设计出了一款圆形开槽的RFID双频微带天线。论文的章节说明如下：第一章：对微带天线和射频识别技术的研究背景及意义进行了简要的综述，并且对微带天线的发展进行了一系列的论述。第二章：阐述了射频系统的构成模块，并对射频系统的基本原理进行了系统地阐述，还引出了射频在生活中的各种应用。第三章：阐述了微带天线的各种基础内容。第四章：介绍了本文研究的RFID双频微带天线的仿真与设计，对双频微带天线的结构和参数进行了详细的阐述，讲述了仿真参数的改变对仿真结果造成的影响并进行优化，最终得到最优结果。第五章：总结了本文研究的双频微带天线的内容并对其不足进行反思，提出后续需要继续完善的东西。然后对未来的发展前景进行展望。第二章射频识别技术基础2.1射频识别技术原理RFID技术的基本工作原理并不复杂：标签进入\t"/item/%E5%B0%84%E9%A2%91%E8%AF%86%E5%88%AB%E6%8A%80%E6%9C%AF/_blank"阅读器后，接收\t"/item/%E5%B0%84%E9%A2%91%E8%AF%86%E5%88%AB%E6%8A%80%E6%9C%AF/_blank"阅读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息，或者由标签主动发送某一频率的信号，阅读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。【】射频识别技术的原理是通过射频信号的空间耦合来实现非接触数据交换和相互识别。【】RFID系统可以拆分成三个主要模块，分别是识读器模块，标签模块和计算机应用系统模块。其中识读器又能分成三大模块，一是高频接口模块，简单来说这个模块就是发送器和接收器。二是控制单元模块。三是及阅读器天线模块。识读器起到的作用就是写入标签信息和读取标签信息。电子标签就相当于一个载体，是射频系统的数据载体，同样由三大模块组成，分别是天线模块，耦合元件模块及芯片模块。它的作用是响应接收的信号，实质相当于一个应答器。计算机系统的功能则是通过应用层软件，对采集到的、未进行处理的信息进行进一步的加工，然后付诸应用。射频识别在商品的物流跟踪、物联网技术、支付系统等方面的得到了广泛的应用。【】因此，RFID技术的研发在推动经济全球化，生活的便捷等方面起到了积极的作用。2.2RFID技术的分类2.2.1无源RFID在各种应用中，毫无争议的，最先开始被广泛使用的就是无源RFID。这项技术也是三种技术当中最成熟的。在无源RFID之间，首选RFID读取器发送出微波信号，然后由电子标签接收到这个信息后，并从电磁感应线圈中获得能量从而进行该信息交换。由于没有提供电源的系统，无源RFID产品的体积可以达到非常小，能达到厘米阶数，有的产品甚至可以更小。它们具有结构简单，成本低，故障率低，使用寿命长的优点。无源RFID有个缺点，那就是它的识别距离较短，不能长距离的识别着实是一个令人遗憾的弊端。无源RFID主要工作在低频125kHz范围和13.56mKHz范围下工作。其主要应用有：公交卡、第二代ID卡、餐后餐卡等。2.2.2有源RFID有源RFID尤其是在高速公路电子不停收费体系中，在各个领域各个方面都起到了积极的作用。有源RFID需要外部供电来进行正常的工作，然后积极向RFID阅读器发送信号。一个典型的有源RFID标签可以连接到100MHz的射频识别器，有源RFID主要工作在较高的频带上，主要为900mhz，2.45ghz和5.8ghz等。有源RFID的长距离和高效率让其应用变为更加的普遍。2.2.3半有源RFID无源RFID顾名思义，无源，是通过无线波能量来进行工作的，但读写距离相对有源来说太短，体积相对较小。有源RFID识别距离足够长，但需电池来提供能量，体积相对较大。而半有源RFID就是综合了两者的优势而诞生的一种技术。在一般情况下，半有源RFID的产品没有进行工作，相当于在休眠，只会对标签中存储数据的模块供给能源，因此功耗低，能待机保持很久。当标签进入射频识别阅读器识别范围后，阅读器先现以125KHz低频信号在小范围内精确激活标签使之进入工作状态，再通过2.4GHz微波与其进行信息传递。【】简单地说，就是通过低频信号进行准确的定位，然后再通过高频信号进行高速地信息传递。一个常见的实践应用情景是将多个低频阅读器放置在各不相同的地方，在广泛的高频信号的覆盖范围上激活半主动RFID产品。这样的做法又能实现定位，还能达到高速传输信息的目的。2.3射频技术的应用（1）物流：物流仓库是RFID最有前景的应用之一，许多物流行业的大咖正在积极研究试验RFID技术，以加强其在未来大型运输循环链应用中的物流功能。其实现方式是通过信息收集、存储管理应用、邮件、快递等来进行货物跟踪。（2）零售：顺应时代与技术的发展，世界上的大型超市的销售方式也在不断变化。RFID应用可以给零售业带来巨大的利益，可以减少人工服务，降低服务成本。还有商品销售数据的实时统计信息、补充、防盗等。（3）制造：RFID可以更好更准确地将生产数据应用于实时监控、自动生产等贵重、精炼的商品生产。（4）服装产业：可应用于自动生产、存储管理、品牌管理、单一产品管理、通道管理等过程。这项技术很可能会使服装产业的成本大幅地降低，在这个方面可能拥有极其广阔的前景。（5）医疗：可应用于医院医疗器械管理、患者识别等领域。由于健康管理对标签的成本不敏感，医疗行业是一个RFID应用的先驱。（6）识别：RFID因快速地识读速度的特点和难以进行伪造的优势而大范围地被用于人物识别。例如，世界上各个国家的电子护照项目、第二代身份证、学生证卡等非盈利电子文件。（7）防伪：RFID因其极难伪造的特性，所以适用于辨别伪造产品，但其大范围地普及还是需要政府和企业积极推进。（8）资产管理：所有种类的资产（在数量或危险品等方面贵重或不相似），随着标签价格的下降，几乎与所有项目相关。第三章微带天线基础3.1微带天线概念zEhMsEZ分布导体贴片zEhMsEZ分布导体贴片馈线WL≈λm/2zhxy介质板 接地3.3微带天线的馈电3.3.1微带馈电当馈电微带线馈电时，由于馈电器和微带片是共面的，所以可以容易地进行光刻化，但是馈电器本身也具有放射线，干扰天线图案，从而降低增益。因此，一般不允许微带线变宽，并且希望微带线的宽度小于波长。天线输入阻抗与特性阻抗之间的匹配可以通过适当地选择供电点的位置来实现。当场沿矩形片的宽度变化时，随着进纸器沿宽度移动，输入阻抗改变，提供了一种简化的方法来匹配。供电位置的变化改变了供电线和天线之间的耦合，谐振频率产生小漂移，辐射模式没有变化。但是，贴片大小的轻微变化可以补偿谐振频率的漂移。3.3.2同轴馈电同轴插口位于印刷电路板的背面，同轴线路的内侧导体与天线导体连接，对于特定的贴片，可根据经验确定同轴插口的位置，以产生最佳的一致性。优点是在贴片的任何位置处选择供电点以避免对天线辐射的影响。3.3.3电磁耦合馈电电磁耦合馈电进行馈电采用的方法是电磁辐射耦合。该方法的特点是馈送本身或光栅（间隙）使用以形成与天线的电磁耦合的（非接触）馈送。通过这个馈电方法可以得到宽频带的驻波比。3.4双频天线的实现3.4.1正交模式双频微带天线这个方法使用正交模式来达到双频的目的，它是通过矩形辐射贴片的长和宽这两条边的第一谐振频率（例如TM10和TM01）来实现双频。【】这个方法的不足之处是两个频率的正交极化，优点则是制作起来的成本较低。这个方法也能类似地应用在别的形状的贴片上，这一类的天线的特点就是通过两个极化频率来达到目的。这种天线可以根据不同的供电模式分为单馈电和双馈电。3.4.2多贴片多频天线多贴片多频天线是通过采用多个辐射元件来达到双频的目的，所产生的双频极化可以是相同的偏振模式或多个极化，该天线具有多片结构、层叠和共面多频谐振腔结构。3.4.3电抗负载贴片天线电抗负载贴片技术目前是通过对单个贴片加载电抗负载而获得的最广泛使用的双频率技术。其中电抗负载包括开槽、电容、间隙等。除了上述三种方法之外，还有分形天线、空隙天线等等各种实现双频的方法。3.5微带天线的分析方法微带天线常见的分析方法有三种：传输线模型，空腔理论模型和积分方程法。【】传输线模型的分析方法相对较为简化，这个方法的分析范围大部分在于分析矩形贴片微带天线。空腔理论模型的使用就比较广泛了，各种微带天线都能使用这个模型进行分析，但是有一个要求就是天线的波长要远大于它自身的厚度。还有一种分析方法则是积分方程法，也被称为全波分析理论，这种方法的分析非常严格，也比较复杂。3.5.1传输线模型理论传输线模型这种分析模型的思想是：把矩形微带天线视作为一段微带传输线，等效转换后，视作场是沿着W横边没有变化的传输线谐振器，沿着长边L呈驻波变化，两端由辐射缝隙的等效导纳加载。【】这种方法相对来说简便一些，而且计算量小，不需要进行复杂的推导计算。创建的物理模型清晰明了，显著直观。但是，这个分析方法一般是用来分析矩形微带天线的，对于其他的微带天线可能不太适合，而且对于复杂的物理模型的分析结果可能会不尽人意，偏差较大。3.5.2空腔模型理论空腔模型理论的思想是：将薄微带天线的贴片下方的空间处理为上下为电壁、四周由磁壁围成的谐振空腔（漏波空腔），从而较为严格地求出天线的内场，再用等效原理求解其外场。【】这个方法的使用没有什么局限性，各式各样的贴片都能采用这个方法。采用这个方法的优点就是计算量小，计算出的结果也较为准确，很适合在各种实际工程中来进行分析。同样的，空腔理论也有其不足之处，这个方法要求微带天线的厚度要很小，如果基板厚度大必然会产生较大误差；同时，空腔理论模型需要进行修正才能得到更加精确，更加符合预期的结果。3.5.3全波分析理论全波分析理论是根据贴片上单位电流元满足边界条件的格林函数来求解电场，然后利用贴片表面电场的切向分量为零来建立积分方程，最后运用矩量法来进行数值求解。【】全波分析理论的适用范围是最大的，上述两种方法的局限性它都没有，它都适用于任意的结构，且对微带天线的厚度没有特别的要求。但是有一个缺点就是计算量大，需要花费大量的时间。全波分析法的核心就是对数值进行求解。其分析方法有：空域矩量法，谱域矩量法，混合位积分方程法和时域有限差分法等。

第四章RFID双频微带天线的仿真与设计4.1双频微带天线概述由于普通RFID微带天线工作频率的单一性，本文提出了一种工作在超高频段的频率为915mhz左右和工作在微波频段的频率为2.45ghz的RFID双频微带天线。其中对于在较低频率时的带宽的要求大于30mhz，并且在915mhz时的增益系数是5。在较高频率时的带宽的要求是大于70mhz，并且在2.45ghz是的增益系数是10。4.2双频微带天线结构天线的构成有介质层、辐射贴片和接地板。仿真结构图为图4-1和图4-2，仿真模型图如图4-3。图4-1仿真结构图图4-2仿真结构图图4-3仿真模型图4.3天线参数分析通过对天线的参数进行一定的改变，能使天线的仿真结果相应的发生改变。现在对于会对仿真结果发生影响的一些参数进行参数分析，通过对分析图的观察，选出最有接近、最又利于预期结果的参数，以此来进行优化过程，最终得出天线的优化参数。4.3.1不同空气高度参数的仿真结果如图4-4所示，对仿真参数进行调整，不同空气高度会对仿真结果带来影响。调整辐射贴片和介质板之中的空气层ha的参数，每次调整的间隔为0.5mm。在仿真过程中，经过图片可以明显观察出当ha=6mm和ha=6.5mm时，出现了第三个频率s11大于-10db。当ha=7mm和ha=7.5mm和ha=8mm时，第三个频率s11小于-10db，说明这三个参数符合要求，而ha=7mm是最合适的参数。图4-4不同空气高度参数的仿真结果4.3.2不同长方形切片的宽度的仿真结果如图4-5所示，仿真参数不同长方形切片的宽度对仿真结果的影响。天线长方形切片的宽度Wre的参数调整幅度为0.5mm。由图可以看出当Wre为0.25mm时，仿真结果的频率影响较大，不符合设计的要求，当Wre为0.75mm，1.25mm，1.75mm，2.25mm，2.75mm和3.25mm时，频率曲线大致相同，所以这里采用折中的参数，选择Wre为2.00mm为最终的优化参数。图4-5不同长方形切片的宽度的仿真结果4.3.3不同圆形切片的半径对仿真结果的影响如图4-6所示，仿真参数不同圆形切片的半径带来的影响。调整贴片的内圆半径参数的大小，由图可以看出，当R0大于20mm时，仿真结果的曲线偏移严重。当R0自19mm开始调整到15mm的过程当中，仿真曲线整体不断右移，并且s11小于-10db。而当R0=18mm时，天线中心频率最契合，天线达到最优。图4-6不同圆形切片的半径对仿真结果的影响4.3.4优化后参数经过以上对仿真参数的分析，选取出了最优化的仿真参数，如表4-1所示。外圆R的半径为83.00mm，内圆R0的半径为18.00mm，原点到曲边开槽的圆的半径Rr为62.79mm，两侧矩形开槽的宽度Wre为2.00mm，两侧矩形开槽的长度Lre为60.00mm，矩形开槽的的下部离等分半径切割线的距离Yre为15.00mm，原点到矩形开槽的距离Xre为20.50mm，曲边开槽的角度β为100deg，原点到下部分切割线的距离L为80.00mm，曲线开槽的宽度Wr为5.30mm，空气层的高度为ha为7.00mm，天线的宽度参数为188.00mm，天线的长度参数为226.00mm，介质基板的厚度hs为1.20mm，所选材料FR4的介电系数εr为4.4。变量大小变量大小变量大小变量大小Wre2.00mmLre60.00mmXre20.50mmYre15.00mmR83.00mmRr62.79mmR018.00mmYf26.00mmWs188.00mmLs226.00mmβ100degha7.00mmhs1.20mmεr4.4L80.00mmWr5.30mm表4-1天线参数4.4天线的性能指标4.4.1天线的回波损耗如图4-7，天线的回波损耗图总体呈现出了两个大凹峰。一个凹峰是天线处在低频段时，天线的中心频率为910MHz，s11参数为-15.5db，天线的带宽为40MHz。另外一个凹峰则是天线在高频段时，天线的中心频率为2.4GHz，s11参数为-21db，天线的带宽为100MHz。符合设计要求。图4-7天线的回波损耗图4.4.2史密斯圆图如图4-8为天线的smith圆图。图4-8史密斯圆图4.4.3天线的三维增益方向图如图4-9所示，天线的辐射主要方向在z坐标方向上。图4-9三维增益方向图4.4.4E面增益方向图如图4-10所示，这是915MHz时的E面增益方向图，可以看出整体图形呈现两瓣形，且后瓣较小。如图4-11所示，为2.45GHz时的方向图，同样的，整体图形也呈现出了两瓣形，而后瓣较之915MHz时稍大一些，且形状不太规则，设计RFID双频天线对于后瓣的精确度要求不大，所以对于结果影响不大，还是基本符合了设计要求。图4-10915MHz时E面增益方向图图4-112.45GHz时E面增益方向图4.4.5天线参数计算结果与最大远场数据计算结果如图4-12和图4-13所示，天线中心频率在915MHz时，天线的peakgain最大增益为7.2609，peakdirectivity方向性系数为7.3091。符合预期的设计要求。如图4-14和图4-15所示，天线中心频率在2.45GHz时，天线的peakgain最大增益为10.69，peakdirectivity方向性系数为10.321。符合预期的设计要求。图4-12915MHz天线参数计算结果图4-13915MHz天线参数计算结果图4-142.45GHz天线参数计算结果图4-152.45GHz天线参数计算结果第五章总结与展望5.1总结随着天线和RFID技术的持续发展，天线的存在是不可缺少的，拥有很重要的地位。在各种各样的天线当中，微带天线因为他自身的优点获得了各种研究人员的喜爱。当今，微带天线的双频技术的应用越来越广泛。天线的性能参数的变化大多与波长的变化相关，牵一发而动全身。当天线的波长变大时，谐振频率相应的就会降低，天线的厚底也随之加大。为了让天线达到双频的目的，就要让天线能够同时工作在两种谐振模式下。针对上述问题和需求本文主要设计了一种RFID双频微带天线，本文的内容概括如下：对微带天线和射频识别技术的研究背景及意义进行了简要的综述，并且对微带天线的发展进行了一系列的论述。阐述了射频系统的构成模块，并对射频系统的基本原理进行了系统地阐述，还引出了射频在生活中的各种应用。描述了微带天线的各种基础内容。为后文的设计作出铺垫。最后介绍了本文研究的RFID双频微带天线的仿真与设计，对双频微带天线的结构和参数进行了详细的阐述，并进行优化，最终得到最优结果。5.2展望本文主要提出了一种RFID双频微带天线，是能同时工作于915mhz频率和2.45ghz频率的双频微带天线。还有一些内容需要完善：（1）首先对于RFID双频微带天线的设计，没有通过具体的实测来进行和仿真结果进行对比。而且对微带天线理论方面的分析研究还不够透彻，还需要更进一步的对理论进行分析研究。今后还要在理论和实际双方面共同来研究测试，对实测结果和仿真结果进行一定的比对，不断地优化参数，争取建立起更加优秀精确的物理模型。（2）本文在对仿真参数进行优化时，只考虑了控制变量的因素，没有充分研究到各个参数之间存在的更深一步的关系，再今后的路途之中，还需更加完善各个方面进行综合的考量。参考文献[1]I.J.鲍尔,P.布哈蒂亚.微带天线[M].北京:电子工业出版社,1984:1-10.[2]钟顺时.微带天线理论与应用[M].北京:电子工业出版社,1990:1-10.[3]钟顺时.天线理论与技术[M].北京:电子工业出版社,2011:261-300.[4]赵志东.微带天线的微型化和宽频化设计研究[D].北京:北京邮电大学,2011.[5]孙鑫.多频段小型化天线的研究与设计[D].成都:电子科技大学,2012.[6]孙思扬,林欣,高攸纲等.一种可展宽频带的微带贴片天线[J].电波科学学报,2009,24(2):307-310.[7]曾文杰,蔡冬梅,吴奎等.一种可展宽频带的U型切角天线[J].电子元件与材料,2014,33(7):55-59.[8]郑龙,王光明,胡帅江等.用于Wi-Fi频段的新型双频天线设计[J].空军工程大学学报（自然科学版）,2012,13(6):40-44.[9]彭祥飞,钟顺时,许赛卿等.小型化双频段GPS微带天线[J].上海大学学报(自然科学版),2005.11(1):8-11.[10]谢处方,邱文杰.天线原理与设计[M].西安:西北电讯工程学院出版社,1985:1-20.[11]李鑫,丁军,吕晓德.一种用于WLAN的U形槽加载的双频贴片微带天线[J].中国科学院研究生院学报.2007,24(3):380-384[12]吴琦,刘先文,代喜望等.一种小型化宽带双频贴片天线的设计[J].微波学报,2012,s3:168-170.[13]栾秀珍,房少军,徐天赐等.小型双层微带贴片天线的理论分析[J].大连海事大学学报.2005,31(1):88-90.[14]DaweiLi.Aperture-CoupledMicrostripAntennaArrayFedbyaDielectricguide[D].Houston:UniversityofHouston.1998.[15]MutharasuSivakumar.ADualResonantMicrostripAntennaforUHFRFIDintheColdChainUsingCorrugatedFiberboardasaSubstrate[D].India:AnnaUniversityIndi