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博碩士論文 etd-0725105-145726 詳細資訊
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論文名稱
Title
射頻辨識系統天線設計與能量耦合
Design of Antennas for Radio Frequency Identification and Analysis of Power Coupling Effects
系所名稱
Department
畢業學年期
Year, semester
語文別
Language
學位類別
Degree
頁數
Number of pages
77
研究生
Author
指導教授
Advisor
召集委員
Convenor
口試委員
Advisory Committee
口試日期
Date of Exam
2005-06-24
繳交日期
Date of Submission
2005-07-25
關鍵字
Keywords
射頻辨識、能量耦合、天線
Antenna, Radio Frequency Identification, Power Coupling Effects
統計
Statistics
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中文摘要
在本論文中,提出了適用於射頻辨識(Radio Frequency Identification ,RFID)系統之標籤天線與讀卡機天線,在標籤天線的設計方面,將利用曲折線的技巧設計,達成縮小天線尺寸的要求,並且利用在Yagi Uda天線中寄生元件( parasite )的概念達成增加天線增益並使得輻射場型具有方向性,而設計所得的標籤天線,其單層不使用接地面(ground plane)的特性使得其天線製造成本上更具競爭力,天線性能具有較高的增益使得其有效辨識距離可以有效提升,其方向性的場型將有效減少多重路徑損失所造成天線效能的影響,在同時考量天線成本與效能之下,達成適用射頻辨識系統標籤天線的設計。在讀卡機天線設計上,將利用狹縫的技巧設計,達成圓極化輻射的要求,有效減低因標籤天線擺位不同所造成的極化不匹配,並增進辨識可靠性。設計之標籤天與讀卡機天線將加以實作並量測其性能,並與模擬設計的情況作一比較與驗證。
而論文的後半部將針對所設計的標籤天與讀卡機天線做能量耦合的模擬,而利用能量耦合的模擬結果,加以分析並討論可能影響讀取可靠度的因素,若能善加利用參考此報告的結果,可以有效避免射頻辨識系統辨識失效的情況發生,並可達成更加優良的射頻辨識系統運作。
Abstract
In this paper, we propose tag antennas and reader antennas, which are suitable for radio frequency identification system. Antennas operating in the ISM and the UHF bands are designed. The antenna dimensions are minimized by employing the meander-line technology. Adopting the concepts of Yagi-Uda antennas, We use parasites to increase the antenna gain and to create an end-fire radiation pattern. The fact that the design comes without a ground plane can achieve cost down of the antenna. Higher antenna gains allow a greater effective read-zone distance. Also, the directional radiation pattern eliminates the degradation of performance due to multi-path loss. The design of tag antennas shows good performances in terms of both cost and antenna characteristics for radio frequency identification systems.
The reader antennas are designed. Etching a slit in a square patch can achieve the requirement of circular polarization. It can effectively reduce the polarization mismatch when the tags are point to different orientation. Therefore the reliability of system operation will be improved. The antenna performance is measured by the experiments. Moreover, it will be compared with the simulation.
In the latter part of paper, the simulation of the power coupling will be carried out. According to the result of power coupling simulation, we analyze and discuss which factor will affect the reliability of the identification. Identification failure will be effectively avoided and a robust identification system can be built if the analyses are properly employed.
目次 Table of Contents
目錄

誌謝 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥Ⅰ
中文摘要 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥Ⅲ
英文摘要 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥Ⅳ
目錄 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥Ⅴ
圖表目錄 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥Ⅵ
第一章 序論‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥1
1.1 研究動機‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥1
1.2 研究方法‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥2
1.3 論文大綱‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥2
第二章 曲折對偶極天線之效應探討‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥3
2.1 曲折天線設計的考量‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥3
2.2 曲折天線的測試模擬‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥3
第三章 射頻識別標籤天線設計 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥11
3.1 ISM頻帶標籤天線設計‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥11
3.2 ISM頻帶標籤天線模擬結果‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥11
3.3 UHF頻帶標籤天線設計‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥17
3.4 UHF頻帶標籤天線模擬結果‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥17
3.5 雙頻標籤天線設計 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥21
3.6 雙頻標籤天線模擬結果 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥21
3.7 實作與性能量測 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥27
第四章 讀卡機天線設計 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥38
4.1 讀卡機天線的設計考量 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥38
4.2 ISM頻帶操作之讀卡機天線設計與性能參數模擬 ‥‥‥‥‥‥‥39
4.3 UHF頻帶操作之讀卡機天線設計與性能參數模擬 ‥‥‥‥‥‥‥44
4.4 實作與性能量測 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥48
第五章 能量耦合的分析模擬 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥53
5.1 系統能量耦合與距離之關係 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥53
5.2 有效讀取範圍 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥56
5.3 金屬效應與能量耦合模擬 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥57
5.4 平貼金屬片效應 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥59
5.5 多標籤對系統能量耦合之影響 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥62
第六章 結論 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥65
參考文獻 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥66
參考文獻 References
參考文獻

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