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射频识别即RFID技术,又称电子标签、无线射频识别,是一种通信技术,可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据,而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。射频识别技术已在全球范围内广泛应用到商业自动化、工业自动化、交通运输管理等众多领域。作为射频识别系统重要的组成部分,射频识别标签的研究日益受到人们重视。而低频和高频射频识别标签的发展相对成熟,在无源射频识别标签的研究中,人们主要集中在超高频和微波波段的研究。因此,研究能够覆盖全球频带所需的超高频和微波波段标签天线,能够为射频识别技术的全球推广和更加广泛的应用提供重要保证。故本文选择超高频和微波波段标签天线设计这一课题进行研究。本文的目的是设计一款小型化2.45GHz标签天线和一款超宽带UHF标签天线,这两款天线都能覆盖全球所需频带范围。其中,2.45GHz全球所需带宽为2.4GHz-2.484GHz;UHF全球所需带宽为840MHz-960MHz。为了实现小型化,2.45GHz标签天线由两个辐射单元构成,其中一个辐射单元是由1阶Hilbert分形结构和弯折偶极子组成,另一个辐射单元仅由弯折偶极子构成。两部分辐射单元相互作用,有效拓展了带宽,可覆盖2.37GHz-2.52GHz近150MHz带宽。同时由于Hilbert分形结构的使用,整个天线的尺寸大大减小,最终小型化尺寸仅为30mm×7.3mm。在整个工作频带内天线的增益可达到2dB,实现了宽频带、小型化、高增益的标签天线。UHF标签天线的设计中借鉴了2.45GHz天线设计的结构特点,其采用1阶Hilbert分形结构和螺旋结构这两个枝节,产生两个接近的谐振点,共同作用拓宽了带宽。同时采用T-匹配网络,通过改变其各枝节的长度和宽度,更方便地调节天线的输入阻抗。最终该天线可覆盖820MHz-1.01GHz超过190MHz的带宽。同时,其增益也超过了2dB,在宽频带的同时也保证了有效辐射。本文还介绍了标签天线性能参数的测量方法,重点说明了双端口测量其带宽的方法,该方法比较简单实用。本人利用该方法测量了上述两款天线的带宽,与仿真结果基本一致,证明了该方法测量天线带宽的准确度和实用性。