UHF频段RFID天线与射频匹配电路的研究

　　作为一项新兴的自动识别技术，无线射频识别技术被喻为21世纪最具革命性意义的无线通信技术之一。它基于射频信号的空间耦合原理和电磁场的传输特性，通过无线信号进行双向通信，自动识别目标物体并提取相关信息，实现了对静止或移动的待识别物品的自动识别和数据采集。 无线射频识别技术发源于雷达原理，到今日已经走过了59年的光阴。随着科技的不断进步，无线射频识别技术得到了极快的发展，产品种类日益丰富，应用也越来越广泛，已涉及到人们日常生活的各个方面。被誉为条形码未来替代品的无线射频识别技术，必将成为未来信息社会建设的一项基础科技。 无线射频识别技术系统分为低频、高频、超高频、微波等四个工作频段。目前最被看好的超高频段是未来商用市场规模最大的频段，也是技术上最难实现的频段，国内外的相关科研人员也在集中探讨此频段的技术难点。根据电子标签工作供能的不同，无线射频识别技术系统又可分为有源系统和无源系统，而超高频无源RFID系统的设计更是国内外目前研究热点中的热点。本文主要关注的是超高频无源RFID电子标签技术的研究。 在超高频段的无源RFID电子标签的设计当中，通信天线和相关射频电路作为电子标签的重要组成部分，决定着整个RFID系统的性能指标和实际可用性，尤其是读取距离这个关键指标。选择合适的通信天线，设计与之相匹配的射频倍压整流电路是整个系统成败的关键要点和攻坚难点。 本文首先分析了超高频RFID系统中通信天线的特殊指标要求，详细研究了各种可以在超高频RFID系统中实现的天线类型和相关理论。接着根据法拉第定律和安培定律，基于波动原理的分布理论分析了射频波段倍压整流电路的特性，详细讨论了其在超高频段的无源RFID电子标签设计中的应用。结果表明，超高频段的倍压整流电路与经典的倍压整流电路分析有着很大不同之处。最后在实践中成功设计出一种效果良好的UHF频段RFID无源标签芯片的倍压整流电路。 本论文的研究得到国家自然科学基金（60571036）和信息产业部2005年度电子信息产业发展基金重点招标项目的资助。