【摘 要】
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近几十年来,射频识别（Radio Frequency Identification,RFID）技术持续突破,其应用场景不断扩大,而不同的应用场景对RFID系统的读取范围以及工作方式提出了不同的要求。阅读器天线作为RFID系统的关键组成部分,其性能极大地影响着系统的工作距离和稳定性。鉴于此,有针对性地研究与设计合适的阅读器天线尤为重要。本文分别就多类型标签共存和智能储物柜两种特定场景,开展超高频（U
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近几十年来,射频识别（Radio Frequency Identification,RFID）技术持续突破,其应用场景不断扩大,而不同的应用场景对RFID系统的读取范围以及工作方式提出了不同的要求。阅读器天线作为RFID系统的关键组成部分,其性能极大地影响着系统的工作距离和稳定性。鉴于此,有针对性地研究与设计合适的阅读器天线尤为重要。本文分别就多类型标签共存和智能储物柜两种特定场景,开展超高频（Ultra-High Frequency,UHF）频段阅读器天线设计,并构建一套用于警用装备管理的柜式多区域RFID检测系统,验证天线的实用性能。具体工作如下:（1）针对多类型标签共存场景,设计了一款模块组合式远近场阅读器天线。该天线将平面螺旋行波天线、四单元偶极子阵列和L型寄生耦合结构体相结合,在远场具有圆极化辐射特性和较高的增益,同时在近场较大面积内产生均匀分布的磁场。实测结果表明,天线的阻抗带宽大于30%,轴比带宽为85MHz,最大增益可达6dBi。当输入功率为28dBm时,天线能100%识别240×240×25 mm3范围内的近场标签。该天线可实现对不同类型标签的高效读取,有利于提高RFID系统的效能。（2）针对智能储物柜应用场景,设计了一款新型驻波式UHF近场阅读器天线。该天线由两条终端开路的悬置微带线组成,通过在微带线上加载交指结构,实现了天线的紧凑化设计。实测结果表明,天线的阻抗带宽为76MHz。当输入功率为28dBm时,天线能够实现对400×320×300 mm3范围内标签的100%识别。该天线多极化且宽覆盖,具有较好的工程应用潜质。（3）针对柜式多区域RFID检测场景中存在的标签漏读现象,提出了多天线协同检测方案。方案中采用天线切换器,实现了多区域天线的分布式管理。通过在天线切换器中引入定向耦合器,为每个区域增加辅助天线,协助主天线激活无源标签。基于此方案搭建相应的RFID检测系统并进行性能测试,测试结果表明,所提出的协同检测方案有效地提高了柜内标签的识别成效。总之,本文针对两种特定的应用场景,设计了两款新型阅读器天线,并搭建了基于多天线协同检测方案的储物柜RFID检测系统,为RFID技术在相应场景中的工程应用提供有益参考。
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