论文摘要
无线射频识别技术(Radio Frequency Identification, RFID)是从二十世纪九十年代兴起的一项利用射频信号进行非接触式双向数据通信,自动识别目标对象并获取相关信息数据的无线通信技术。它已逐渐成为企业提高物流和供应链管理水平、降低成本、参与国际经济大循环以及增强企业竞争力非常重要的技术工具和手段。随着RFID技术的不断应用,标签性能测试已经逐渐成为新的研究热点。超高频RFID标签识别受环境影响很大,标签的性能参数如识读距离、识读率和灵敏度等会发生变化。因此,为了设计出适用于不同环境的标签,对标签的测试显得尤为重要。本文结合物流应用,通过理论分析并实验测试研究了各种介质环境对超高频RFID标签的识别效果的影响,为RFID标签天线的研究做了基础性的工作。首先从天线的辐射、接收和散射出发,研究了天线产生的辐射场及其场的特性,并分析了RFID系统中远场辐射的基本原理,探讨了RFID系统中的电磁能量传输与调制的技术,结合电磁场理论分析了RFID技术的实质。然后,从雷达散射截面的原理出发,分析了决定RFID标签反向散射能力的雷达散射截面,介绍了常见的电磁场仿真软件HFSS的基本原理,并以具体实例说明标签天线的仿真方法。针对实际的应用需求,介绍了一种最新自主研发的RFID系统测试平台,而且以该平台为基础,说明了标签常见性能参数如识读距离、识读率和标签灵敏度等的测试方法。最后,根据各种环境对RFID系统影响大小的差异,主要研究了金属和液体环境对标签各种性能的影响。首先是采用实验测试的方法,测试标签试读距离、识读率和灵敏度受环境的影响,测试中识读距离、识读率明显减小,灵敏度也降低了。然后,采用电磁场仿真软件HFSS分析了天线性能参数如方向图、增益和阻抗匹配等受环境的影响,发现性能参数会改变,引起标签失谐。