近场天线的综合设计研究
当今，经济与科技飞速发展，新兴技术带动了各行各业的巨大变革，并且引领了新兴行业的产生与发展。随着5G技术与物联网技术的日益成熟，作为其重要核心技术之一的射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）技术更广泛地应用于经济社会发展的各个领域，尤其是近几年的无人零售、智能家居、智能可穿戴设备等行业，RFID相关产品和服务更是发挥着不可或缺的作用。 在各行业的实际应用中，RFID系统的工作环境越来越复杂，读写器天线的布放和电子标签也更加趋于密集化，尤其是在物品快速定位中的应用中，对系统工作区域的控制要求也更加严格，这就要求读写器天线具有更好的工作性能和适应多场景的能力。新型近场天线在多目标近距离的快速读取、单目标的快速定位的RFID系统应用中发挥着有效积极的作用。本文通过利用非闭合传输线泄露场来合理设计近场读写器天线，实现工作区域内电子标签的群读取性能好，同时可以避免误读到工作区域以外的其他标签。与此同时，本文总结了在近场天线研究以及标签实际测试过程中的定量化数据，完善了指导近场天线设计时的增益、近场分布、极化等天线仿真参数的参考依据。 本文设计了几款工作频段在885MHz~943MHz之前的近场天线，可以适用于RFID系统工作的不同场景，并且无需添加附加的电磁屏蔽结构。天线的远场增益均在-10dB以下，天线近场区的电磁场分布均匀，场值在应答区域内小于10dB的差别，同时在远离天线的方向上可以实现短距离急剧衰减30dB以上。应答与非应答区域的边界准确且规则，即能保证近距离的标签无漏读，又可以有效防止较远距离的标签误读。将加工后的近场天线应用于实际的RFID系统使用场景中，在书籍借阅与管理、小尺寸货物盘存、无人超市结算台等均有很好的效果。 本文还介绍了此类型近场读写器天线在小范围定位中的应用，巧妙利用传输线结构实现了档案、书籍标签的有效定位，天线结构的简单特点也易于加工和低成本生产。最后在总结近场天线设计方法的过程中，受机器学习思想的启发，利用K近邻算法结合各天线类型的特点，试验了分类算法在天线设计中的选型推荐的可能，对资源整合利用有着积极地作用。
近场天线;优化设计;远场增益;电磁场分布
电子科技大学
硕士
电磁场与微波技术
欧阳骏
2020
中文
TN82
2020-08-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）