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射频识别(RFID,Radio Frequency Identification)技术是利用无线射频方式进行非接触双向通信,从而达到自动识别目标对象并获取相关数据的技术。 与其它识别技术相比,RFID技术具有识别精度高、环境适应能力强等许多优点,其在生产制造、交通运输、居民身份证等诸多领域显示出广泛的应用前景,因此开展RFID的相关理论与技术的研究具有重要的理论意义和应用价值。标签天线是RFID系统中的关键部分,因此对它的研究与设计至关重要。 现阶段,微波频段的RFID标签芯片的电路设计和标签天线的设计是相对独立的,只要标签芯片与标签天线的阻抗达到共轭匹配,RFID标签便可正常工作。其主要存在以下缺点:一、标签芯片上集成电感的使用,使得标签芯片的整体面积较大;二、标签芯片电路复杂度较高,加工工艺较为复杂,使得芯片成本较高。 针对上述缺点,通过阅读国内外大量文献,本论文创新地提出PCB偶极子标签天线被用作差分功率放大器(PA,Power Amplifier)的谐振电感。由于无需使用单独的电感,使得该功率放大器面积大大减小,也使得标签功率放大器可以使用无电感工艺来制造,从而减小了芯片的面积,简化了电路的加工工艺,降低了成本。 本论文通过理论分析、建模仿真等研究方法,主要做了以下的工作: 首先,在大量查阅国内外相关文献资料的基础上研究了标签天线以及功率放大器的基本原理。 其次,将功率放大器与标签天线相结合,通过理论分析,找出之间的结合点,明确所需要设计天线的参数。通过HFSS软件进行建模仿真,将仿真结果与理论分析的结果进行比较,不断优化天线的参数,直到仿真结果与理论分析的结果相吻合,设计出一款能够用作差分功放的谐振电感的RFID标签天线。 最后,对已经制板的天线进行测试,通过网络分析仪、频谱分析仪等测试器件对天线以及放大器的性能参数进行测量。针对在天线的设计和制作过程中遇到的问题进行了总结归纳,并指出存在的不足和下一步需要改进的工作。