基于复自然谐振的新型无芯RFID标签的研究与设计

摘要

无芯片射频识别标签作为RFID技术中的重要一员，因其成本低廉将会得到大规模的应用和推广，但现有的无芯片标签结构存在数据容量低和尺寸大等缺点，本文围绕无芯片RFID标签的结构设计进行研究。 根据散射体的复自然谐振特性与其自然结构相关联的特点，设计了一款基于直角型谐振器的无芯片RFID标签，标签由在矩形介质板上-蚀刻的多个按规律排列的直角型谐振器构成，标签结构对于多种极化方向的入射波都有着良好的稳定性。同时对此标签结构完成了频移编码设计，在不增加谐振器间相互耦合的前提下，使标签的编码密度增加了一倍。标签工作在3.1-10.6GHz的超宽带频率范围内，在22mm×11mm的合理尺寸内编码密度高达3.3bit/cm2，并对标签进行了实测分析。 之后设计了两种双极化结构的无芯片RFID标签，这种标签结构能够同时工作在水平极化和垂直极化两种状态，且两种工作模式互不干扰，有效地提高了标签的编码密度，同时针对这种结构，设计了一种混合编码方法。在超宽带范围内，最高编码密度可达7.7bit/cm2。 最后，本文通过奇点展开法（singularity expansion method，SEM）和矩阵束算法（martrix pencil method，MPM）对标签的极点信息进行提取，验证了基于标签极点信息来表征标签结构的可行性，从而实现标签结构的检测与识别。

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