射频识别(RFID)技术被广泛认为已经是21世纪最具发展前景的物联网技术之一,近年来一直都是工业物联网射频识别系统中研究的一个热点问题,而定位技术也在物联网应用中占据了特殊地位。天线直接影响了应用系统能够读取和写入的距离及范围,成为决定系统的可靠性和稳定性关键因素之一。本文面向高密度标签的识读和定位读写器天线展开研究,主要的研究内容和创新点如下:一.提出一款加载互补开口谐振环(CSRR)元素的大面积纯近场读写器天线,通过在两条传输线下方以及两条传输线中间的金属地上加载CSRR结构提高磁场强度,增大读取高度。此天线的阻抗带宽为46 MHz(889-935 MHz),近场标签、远近场标签和抗金属标签的读取区域分别为 400×200×10 mm3、400×200×70 mm3和400×200×60 mm3,整个天线在工作频段上远场增益最大值为-22 dBi。二.为了进一步增大天线的读写区域以及读取高度并且实现天线工作在UHF全频段,提出一款基于对数周期天线单元组阵的近场读写器天线。通过8个单元的特殊摆放方式使得两两天线单元之间形成反向电流,从而增强磁场强度。天线的阻抗带宽为270MHz(0.8-1.07 GHz)并且实现了 636×318×40 mm3的读取区域,在整个天线工作频段上的远场峰值增益是-1.5 dBi。三.提出一款双端口圆极化UHF/UWB RFID读写器定位天线。该天线由倒F和磁电偶极子两类辐射单元组成。通过利用四个倒F结构实现UHF频段的圆极化天线,阻抗带宽为0.68-1.4 GHz,3 dB轴比带宽为0.76-1.19 GHz。该天线在UHF频段的增益最大值为2.8 dBic。磁电偶极子来实现UWB频段的圆极化天线,阻抗带宽为3.32-6.13 GHz,覆盖了 3.16-6.66 GHz的轴比带宽宽度。该天线在UWB工作带宽范畴内的峰值增益为9.6 dBic,两端口之间的互耦小于-35 dB。