当前位置: 首页 > news >正文

论文阅读——Compact Single-Feed Dual-Mode Antenna for Active RFID Tag Application

文章目录

  • 摘要
  • 一、天线设计
    • A. 天线结构
    • B. 天线演进
  • 二、天线仿真与测试
  • 总结

论文来源:https://ieeexplore.ieee.org/document/7247651


摘要

文章提出了一种用于主动射频识别(RFID)标签应用的紧凑型单馈双模天线。该天线由一个位于FR4基板上的开槽贴片、一个馈电微带线和一个体积仅为60 mm × 50.3 mm × 6 mm(0.48λ₀ × 0.40λ₀ × 0.048λ₀,其中λ₀为中心频率的波长)的泡沫垫片组成。它在自由空间中表现为偶极子,在金属表面上则表现为贴片天线。

构建了一个原型,能够在自由空间中提供390 MHz(2.28-2.67 GHz)的阻抗带宽,在金属表面上提供470 MHz(2.32-2.79 GHz)的阻抗带宽,并进行了测量。提供了这两种情况下的辐射模式、峰值增益和辐射效率的测量结果。


一、天线设计

A. 天线结构

图1展示了所提天线的几何结构,该天线由馈电微带线、刻蚀在FR4基板上的开槽贴片和一个泡沫垫片组成。整体尺寸为60mm×50.3mm。FR4基板的厚度(H1)为1 mm,介电常数为4.4,损耗正切为0.02。图1(a)中,贴片上有两个垂直槽,槽宽(Ws)为2 mm。中间槽的长度(Ls1)为25 mm;开口槽的长度(Ls2)为15 mm。每个槽由一个开口端的50 Ω微带线馈电。两个微带线在馈电点合并,可以连接到一个主动RFID芯片或同轴电缆用于测量,如图1(a)所示。
在这里插入图片描述
图1 天线结构及样品.

所提天线具有两种工作模式。当放置在自由空间中时,天线工作在偶极子模式。在这种模式下,贴片由开口槽激励,主要的辐射电流水平定向。尽管中心槽中存在强电流,但这些电流对辐射的贡献很小,可以通过去除这些电流来验证。

当放置在金属表面上时,天线工作在贴片模式。这里使用了一个尺寸为120mm×120mm的方形接地平面用于设计目的;接地平面的影响在后续工作中以参数方式研究。在这种模式下,天线由中心槽激励,作为一个传统的5 mm厚的贴片天线工作。

B. 天线演进

首先,设计一个常规的5 mm厚的开槽贴片天线,放置在接地平面上。使用一个50 Ω微带线,称为线-1,通过槽激励贴片。然后,去除接地平面,这将导致天线阻抗失配。接着,调整线-1的长度;这条传输线可以在Smith Chart上旋转失配的天线阻抗。目标是将阻抗尽可能地接近开路点。

接下来,将天线放置在自由空间中,在现有贴片的边缘切割一个槽,并使用一个单独的50 Ω微带线,称为线-2,馈电槽。新槽可以激励偶极子模式。在这种模式下,可以通过槽的长度(Ls2)和开口微带线(L2)来调整天线。调整后,将偶极子模式天线放回到金属表面;线-2的天线阻抗将会失配。然后,调整线-2的长度,并将其阻抗尽可能接近开路点。

最后,合并线-1和线-2。在此阶段,必须保持两个线的绝对长度。当放置在金属表面上时,完成的天线的线-1侧将匹配,而线-2侧将处于开路状态;因此,只能激励贴片模式。在自由空间中,线-2侧将匹配,只能激励偶极子模式。

二、天线仿真与测试

所提天线的原型已制造完成,如图1(b)所示。为清晰展示同轴电缆与贴片的连接,泡沫垫片被去除。同轴电缆的内导体焊接到微带线上,外导体焊接到贴片上。

测试结果如下。

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述


总结

提出了一种单馈双模主动RFID标签天线,该天线在微波频段工作。双模功能是通过使一种模式具有匹配的阻抗,而另一种模式在两种场景下具有无限输入阻抗来实现的。当在自由空间中使用时,天线作为偶极子工作;当应用于金属表面时,它作为贴片工作。与以往的双重应用RFID标签天线不同的是,所提天线的结构不包含接地平面。原型展示了所提设计的潜在应用和良好性能。


http://www.mrgr.cn/news/15629.html

相关文章:

  • 华硕天选Air:开学季的性价比之巅
  • 无缝 CI/CD:如何在 Windows 环境中使用 Docker 和 Jenkins 自动化部署 .NET 应用
  • 数学符号-西格玛
  • 文件上传漏洞详解(持续更新…)
  • 加油卡系统开发,为什么加油卡系统这么受欢迎
  • Unity SceneView 相机聚焦到指定位置
  • Docker续5:docker部署nmt(mysql,nginx,tomcat)
  • 精选算法编程题
  • 《炉石传说》国服9月25日回归 预约活动上线:送金卡、皮肤
  • 金融上云方案中,国产虚拟化产品选型的重点考虑因素、自动化运维建设步骤及如何进行保障数据中心安全需求的存储设计等问题及解决方法|金融行业数字化QA合集③
  • 四通道非洲猪瘟检测仪
  • 小爱同学与大模型的完美融合:开启智能交互新时代
  • 深度学习分类模型训练代码模板
  • 【C语言从不挂科到高绩点】05-流程控制语句-switch语句
  • 【机器学习】支持向量机(SVM)的对偶性、核方法以及核技巧
  • LED的使用寿命评估
  • 值得收藏!这6招教你怎么管理客户!
  • 第一批懂AI的产品经理,已经碾压同事了!
  • 智能客服的未来:构建全知全能的知识问答系统
  • YOLOv8改进 | 损失函数篇 | YOLOv8引入EfficiCLoss损失函数(有效提点)