UHF RFID射频识别系统的实现

摘要

条形码技术曾经是识别领域中使用最广泛的技术,它一出现就被人们接受和认可。随着科技的不断进步,条形码技术已经不能够满足人类生产和生活的需要。条形码技术的优点是成本低,并且使用简单,但是它也存在缺点,如读写速度慢等。射频识别技术(RFID:Radio Frequency Identification),又称无线射频识别,是一种无线通信技术。在识别目标的过程中,系统不需要与目标建立直接的物理链接,可以通过无线电波进行数据传输。RFID技术克服了条形码等识别技术的缺点,具有很明显的竞争优势。
　　首先,通过对比不同频段RFID系统的特点,将系统的工作频段选定在超高频频段。通过对比该频段的三种标准,最终采用的设计标准为 ISO/IEC18000-6C标准。
　　其次,设计了一种适用于RFID读写器的发射机系统。对比发射机系统两种设计结构的特点,采用成本相对较低的直接变换法完成了发射机系统的框架设计,该系统由调制模块、滤波模块和功率放大模块组成。其中调制模块作为重点进行了深入研究,通过对比幅度调制与双边带幅度调制的性能,选择功率利用率更高的双边带幅度调制作为调制模块的设计方案,并根据该调制方式的实现原理完成了调制模块的设计和优化。根据发射机的设计方案进行了芯片的选取,并使用软件对系统进行了原理图绘制和系统性能评估。同时,对发射机系统的基带部分作了简要分析,并对QueryRep命令的发送进行了仿真,最后采用FPGA芯片实现了发送QueryRep命令的功能。经过加工和实测,得到了一个工作频率为924MHz,输出功率为21.67dBm,增益为24.5dB的发射机系统。
　　最后,使用高频电磁仿真软件设计了一款适合本系统使用的圆极化微带天线,并采用槽加载技术减小天线尺寸,天线的工作频段范围为905~945MHz,3dB轴比带宽为920~925MHz,驻波比小于1.17,最大增益为0.53dBi。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪 论

1.1 射频识别技术的研究背景和意义

1.2 射频识别技术的国内外发展现状

1.3 本文的主要工作和章节内容

第二章 射频识别技术基础理论知识

2.1 射频识别技术的组成结构

2.2 射频识别技术的性能指标

2.3 射频识别技术的理论基础

2.4 射频系统性能指标

2.5 射频识别技术的优缺点

2.6 数字基带理论

2.7 本章小结

第三章 射频发射电路设计

3.1 调制

3.2 发射机设计方案

3.3 发射电路设计

3.4 系统链路预算仿真

3.5 系统加工和测试

3.6 数字基带初分析

3.7 本章小结

第四章 小型圆极化微带天线

4.1 微带天线概述

4.2 微带天线理论基础

4.3 微带天线小型化

4.4 微带天线圆极化技术

4.5 天线设计

4.6 设计仿真结果

4.7 本章小结

第五章 总结与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间取得的成果