太阳能电池供电的RFID标签天线的研究与设计

摘要

射频识别技术是一种利用射频通信实现的非接触式自动识别技术。随着科技的不断进步，射频识别技术逐步成为一项发展迅速并且极具潜力的新兴技术。产品总类日益丰富，应用范围越来越广，已经涉及到人们日常生活的各个方面。随着射频识别技术的迅速成熟，作为射频识别系统的关键部件，标签天线的研究以及设计变得十分迫切。无源标签阅读距离短，有源标签由于电池的使用成本高，这些不足都限制了RFID标签的发展。本文在总结了无源标签和有源标签优缺点的基础上，设计了两种应用在超高频频段的太阳能电池供电的RFID标签天线。
　　 本文通过理论分析、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太阳能电池供电的RFID标签天线的实现方法。结合太阳能电池自身的特点，将太阳能电池作为标签天线的一个寄生单元而引入到RFID标签天线中，在太阳能电池附近设计天线以达到标签小型化的目的。其次，设计出单晶硅和薄膜非晶硅两种太阳能电池供电的RFID标签天线。具体工作体现在：选择好适用于本文的标签芯片和太阳能电池，以T-型匹配结构为原型，采用弯折的方法，设计出两种应用在超高频频段的太阳能电池供电的RFID标签天线。利用仿真软件对设计的标签天线进行仿真、优化，当优化后的结果符合要求时，将标签制作成实物。对加工好的标签进行阅读距离的测量。测试结果表明，在有光照的情况下单晶硅和薄膜非晶硅两种太阳能电池供电的超高频RFID标签的阅读距离分别为20m和27m左右，实现预期目标。最后，对标签天线设计及制作过程中遇到的问题进行了总结归纳，并提出相应的解决办法，对这种应用在超高频频段的人阳能电池供电的RFID标签天线更深一步的研究做出展望。