无源超高频标签天线工程设计案例教程_PDF下载[43MB-百度云]田川、尹祖伟

本书特色

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超高频无源RFID标签是一种高性能、低成本、低功耗的电子识别标签。在工程应用中标签设计已经成为很多新技术和创新的基础。《无源超高频标签天线工程设计案例教程》一共分为八个章节详细介绍了无源标签天线的基础理论和工程设计问题，对电偶极子的结构天线、微带形式的天线及分形天线进行了理论分析和工程设计实例解析。《无源超高频标签天线工程设计案例教程》理论切合实际可为通讯类工程师和其他科技人员通过学习这本书掌握更多的天线开发知识和获得RFID超高频标签天线的开发、设计的能力。《无源超高频标签天线工程设计案例教程》既可作为学习RFID技术知识的培训材料也可做为超高频RFID标签天线的工程技术人员的参考手册。

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内容简介

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作者简介

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田川：博士就读于清华大学，高级工程师，获全军科技进步奖8项，二等奖2项；发表论文30余篇，EI级以上10篇；获得RFID相关专利30余项。
尹祖伟：博士就读于清华大学，软件工程专业（物联网方向），长期从事物联网产品研发工作，技术管理经验丰富，曾获省部级科技进步奖多项，并担任国际著名学术期刊审稿人，担任多个大型物联网项目负责人。

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目录第1章绪论11.1RFID简介11.1.1背景和定义11.1.2RFID的发展机遇和挑战21.1.3RFID的组成和特点61.1.4RFID技术的数据传输原理71.1.5RFID的工作原理121.1.6UHF的选择141.2超高频标签的技术基础201.2.1反向散射技术简介201.2.2超高频频段系统的工作原理221.2.3超高频标签功率和频率的限制231.2.4超高频标签的测试问题261.3RFID的相关标准281.3.1RFID标准简介281.3.2ISO/IEC标准291.3.3EPC Global标准361.4RFID工程实施说明371.4.1理论说明371.4.2方法研究381.4.3前期准备41第2章天线的理论基础462.1天线的理论发展概述462.2天线的理论基础472.2.1电磁场基本方程472.2.2边界条件492.2.3坡印廷定理502.2.4麦克斯韦方程的解512.2.5电流源辐射522.2.6场区域划分542.2.7理想磁偶极子572.2.8对称振子的辐射场592.2.9巴俾涅原理（Babinet Principle）602.3偶极子的基本理论622.3.1电偶极子的电磁场622.3.2电偶极子的方向性因子和方向图642.3.3偶极子天线结构642.3.4偶极子天线的电流分布652.3.5偶极子天线辐射性能662.3.6偶极子天线的辐射功率和辐射电阻672.3.7折叠型偶极子692.3.8T�瞞atch结构712.4标签天线的主要特性722.4.1天线的辐射场722.4.2辐射功率和辐射强度732.4.3阻抗和辐射效率752.4.4辐射方向图和增益812.4.5天线宽度882.4.6天线的极化912.4.7天线的有效长度、有效面积和口径效率96第3章偶极子标签天线的工程设计实例1013.1超高频标签工程设计中的基本参数1013.1.1天线的方向性和增益1013.1.2影响超高频系统的因素1043.1.3阻抗共轭匹配1053.1.4偶极子天线设计的理论1073.1.5标签天线的阻抗匹配方法1093.2超高频频段RFID标签天线的工程化设计1123.2.1天线与RFID芯片的阻抗匹配理论1123.2.2标签天线的RCS分析（雷达反射截面）1163.2.3简单实例1203.2.4标签天线设计的前期分析1273.2.5新型超高频频段RFID标签天线的小型化设计与分析1283.2.6标签天线的制作与测试1363.3偶极子超高频标签天线的工程设计实例1393.3.1半波偶极子的工程问题1393.3.2变形偶极子天线1413.3.3折叠偶极子天线1443.3.4折合偶极子天线1483.3.5弯曲偶极子天线1513.3.6弯折偶极子天线1543.4寄生单元加载的超高频RFID标签天线的工程设计1603.4.1寄生单元加载天线的实现方式1603.4.2基于T型馈电的变形偶极子天线1623.4.3基于串联短截线的折叠偶极子天线1683.4.4基于耦合馈电的变形偶极子天线1723.4.5超高频RFID标签天线的工程实现与验证1773.5偶极子标签天线的加载1793.5.1弯折线加载的偶极子标签天线1793.5.2寄生单元加载的偶极子标签天线1853.6偶极子标签天线的工程设计实例1883.7印刷偶极子天线仿真设计案例1973.7.1印刷偶极子天线的结构设计1973.7.2HFSS建模1983.7.3天线的物理参数仿真优化1993.7.4*终优化结果2023.8基于印刷偶极子天线的改进2063.8.1改进思路2063.8.2仿真分析2063.8.3优化参数及结果2093.9微波频段天线设计2123.9.12.45G天线设计2133.9.25.8GHz天线设计2173.10实验仿真2213.10.1偶极子原型2213.10.2加入T�瞞atch结构的偶极子天线2223.10.3T�瞞atch偶极子间距对阻抗性能的影响2233.10.4短偶极子长度对阻抗性能的影响2233.10.5短偶极子半径对阻抗性能的影响2243.10.6连接馈线宽度对阻抗性能的影响2243.11基于T�瞞atch结构的PCB板RFID电子标签天线设计2253.11.1天线结构2253.11.2天线性能分析2263.12RFID标签天线的研究与设计2283.12.1电子标签天线的匹配理论2283.12.2超高频频段标签天线设计2293.12.3频段标签天线设计实例2333.12.4标签天线的加工与测量2353.13液体环境对UHF标签天线的影响2363.13.1理论分析2363.13.2仿真验证试验2363.13.3圆柱物体表面超高频标签天线2383.13.4标签在圆柱（液体）位置的性能影响2443.14偶极子和缝隙耦合结构实例2513.14.1天线设计2513.14.2结果与分析254第4章RFID微带标签天线2564.1微带天线2564.1.1微带天线的基本结构和辐射机理2574.1.2微带缝隙天线的基本结构分类2584.1.3矩形微带天线的分析和设计方法2604.2微带天线的小型化技术2614.2.1采用高介电常数基片2624.2.2贴片曲面技术2624.2.3微带天线加载技术2634.2.4附加有源网络2634.2.5微带天线的带宽技术2644.3矩形微带贴片天线的工程设计2654.3.1结构和设计要求2654.3.2确定设计天线的参量2704.3.3矩形微带贴片天线的仿真与分析2744.3.4矩形微带贴片天线的阻抗匹配2754.3.5微带天线的圆极化和实现方法2864.4矩形标签天线2894.4.1矩形标签的阻抗2894.4.2标签芯片的匹配2894.4.3标签天线带宽拓展2924.5微带缝隙天线的结构和工程设计2964.6圆极化环形微带天线的抗金属标签天线实例2994.6.1天线结构2994.6.2天线等效电路分析3004.6.3仿真分析3014.6.4测试结果3034.7鲁棒性结构抗金属标签天线设计实例3044.7.1天线结构3044.7.2天线等效电路分析3054.7.3仿真分析3054.7.4测试结果308第5章分形结构标签工程设计实例3095.1分形结构天线的基本理论3095.1.1分形简介3095.1.2分形维数3115.1.3常用分形天线3145.2小型化圆极化分形天线3245.2.1引言3245.2.2小型化天线技术3245.2.3圆极化天线技术3265.3RFID天线的分形结构3325.3.1引言3325.3.2分形天线3365.3.3Y型树状分形超材料结构设计3405.3.4三等分树状分形超材料结构设计3425.3.5Minkowski分形构造3445.4Hilbert分形迭代原理的实例3475.4.1天线基板的介电常数和厚度对天线性能影响的研究3485.4.2实际应用3525.5加载AMC地板的抗金属标签天线设计3545.5.1引言3545.5.2弯折偶极子标签天线设计3545.5.3人工磁导体地板设计3595.5.4加载AMC地板的抗金属标签天线363第6章金属环境标签的工程设计3686.1环境场对标签的影响3686.1.1金属表面对标签性能的影响3686.1.2超高频抗金属标签天线理论基础3716.1.3各种材料背景下的读写距离测试 3736.2不同金属环境对标签天线性能的影响3746.2.1天线周围有金属物体3746.2.2天线贴在不同大小的金属表面上的分析3776.2.3天线在金属表面弯曲的分析3806.3其他介质对标签天线的影响3856.3.1不同介质的影响3856.3.2不同距离的影响3916.4采用相关天线技术降低环境要求3936.4.1平面反F天线3936.4.2尺寸的减小3956.4.3标签天线对环境的影响3966.5柔性 PIFA 抗金属标签天线设计3986.5.1天线结构及模型3986.5.2仿真分析3996.6柔性微带抗金属标签天线设计4016.6.1天线结构及模型4026.6.2仿真分析4026.6.3测试结果4066.7超薄柔性微带抗金属标签天线设计4086.7.1厚度对微带型标签天线的影响4086.7.2超薄抗金属标签天线的设计4106.7.3超薄抗金属标签测试结果4126.7.4几种柔性抗金属标签天线性能的对比4146.8波导馈电微带环缝标签天线的分析与设计4146.8.1金属表面天线结构与增益的关系4156.8.2天线的设计与工程仿真4186.8.3天线的制作与测试4226.9同轴线馈电切口微带贴片标签天线的设计和分析4246.9.1金属表面薄型天线的仿真与分析4246.9.2天线的设计与仿真4276.9.3天线的制作与测试433第7章超高频标签天线测试和仿真4367.1标签天线的工作原理4367.1.1雷达散射截面原理4367.1.2标签天线的雷达散射截面4377.1.3标签的调制工作方式4397.1.4标签芯片的可读灵敏度和读写距离4397.1.5标签的运动速度与读取率4477.1.6介质对读取性能的影响4527.1.7天线的极化方向对标签性能的影响4587.2标签天线的仿真分析4627.2.1标签(一)的仿真分析4627.2.2标签(二)的仿真分析4637.2.3仿真分析的结论4647.3标签性能测试的原理和方法4657.3.1标签的相关国际标准4657.3.2标签性能测试基本原理4667.3.3标签性能测试的实现方法4667.3.4标签互操作性能测试的实现方法4667.3.5标签芯片一致性测试的实现方法4677.4测试系统的环境4687.4.1整体测试方案4687.4.2环行器隔离信号法4707.4.3测试系统所用天线的仿真与制作4717.4.4测试系统的整体搭建4787.5标签性能测试系统的实际测试及结果分析4807.5.1测量读和写标签的*小电场强度值4807.5.2测量标签灵敏度4817.5.3*大操作电场强度值和存活电场强度值4827.5.4抗干扰能力4827.5.5标签移动*大衰落率4837.6超高频RFID标签的测试理论4837.6.1标签芯片阻抗的测量4837.6.2S参数分析4857.6.3标签天线的阻抗测量方法探讨4857.7标签基材复介电常数的测量4887.7.1引言4887.7.2波导传输法原理及仿真结果4887.7.3矩形谐振腔法原理及仿真结果4917.7.4微带线谐振法原理及仿真结果4937.7.5微带线谐振法测试系统498第8章外部场对标签天线的影响5038.1标签天线受封装的影响5038.1.1标签天线的基本类型5038.1.2RFID标签天线的主要技术参数5048.1.3仿真天线参数5058.1.4标签的封装5078.1.5天线封装对天线性能的影响5098.2基本环境对RFID标签辐射的影响5138.2.1温度对标签的影响5138.2.2温度对标签操作的影响5148.3湿空气介电常数的推导5148.3.1不含水蒸气的空气的介电常数5148.3.2饱和干蒸汽的介电常数5158.3.3湿空气介电常数的计算5168.3.4建模仿真5168.3.5空气粉尘和水雾颗粒对电磁波的影响5198.4雨、雪、冰对RFID标签的影响5238.4.1随机雨介质的等效介电常数5238.4.2水膜对标签的影响的软件仿真5268.4.3冰雪对标签表面的影响5308.5人体和金属对RFID标签天线的影响5328.5.1金属对标签天线的影响5328.5.2人体对RFID标签天线的影响5338.5.3可用于人体环境的标签设计5378.6纸基RFID包装箱的标签天线设计5388.6.1包装箱环境对RFID标签天线的影响5398.6.2RFID包装箱的设计5408.6.3实物测试与结果5418.7人体对标签天线的影响5438.7.1天线结构5438.7.2仿真与测量结果544附录1标签天线芯片的相关参数——以M4为例546附录2天线外形参考资料547参考文献558