【摘 要】
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为了降低传统带芯片标签的成本以便更好地替代条形码应用于市场,本文对基于可重发类型的无芯片标签进行研究。由于无芯片标签与传统带芯片标签相比,在标签尺寸和编码容量上存在不足,因此本文从降低标签尺寸和提高编码容量这两方面入手进行研究。本文的具体工作如下:1.提出了一种基于可重发结构的C型反向嵌套谐振器的无芯片标签。该标签由微带传输线、多个C型反向嵌套谐振器和两面相互正交的超宽带（Ultra Wide B
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为了降低传统带芯片标签的成本以便更好地替代条形码应用于市场,本文对基于可重发类型的无芯片标签进行研究。由于无芯片标签与传统带芯片标签相比,在标签尺寸和编码容量上存在不足,因此本文从降低标签尺寸和提高编码容量这两方面入手进行研究。本文的具体工作如下:1.提出了一种基于可重发结构的C型反向嵌套谐振器的无芯片标签。该标签由微带传输线、多个C型反向嵌套谐振器和两面相互正交的超宽带（Ultra Wide Band,UWB）收发天线组成。通过使用高频结构仿真器（High Frequency Structure Simulator,HFSS）软件进行仿真,发现单个C型反向嵌套谐振器的凹陷深度为-14 d B,经过计算可知品质系数（Quality Factor,Q）约为52。该谐振器的工作频带为6.15-9.63 GHz,其中每个谐振器占用的总带宽为200 MHz,标签的编码容量通过使用频率位置编码技术后,最大可实现17 bits。在HFSS软件中对8 bits的C型反向嵌套谐振器进行建模仿真,并将标签进行实际做板测试,观察比较软件仿真和实际做板测试的结果可知,该标签的设计可以应用在实际的场合中。所设计的C型反向嵌套谐振器的无芯片标签基板尺寸为62×19.2 mm2,可实现8 bits的编码容量,编码密度为0.67 bits/cm2。2.提出了一种基于可重发结构的U型缝隙谐振器的无芯片标签。该标签采用在微带线上刻蚀多个并排的不同长度的U型缝隙谐振器,微带线两端分别连接两面正交的UWB收发天线组成可重发无芯片标签。通过使用HFSS进行仿真,发现单个U型缝隙谐振器凹陷深度达到-22 d B,单个谐振器所占用的带宽为40 MHz,频谱宽度非常窄,Q值高达207。在8.28-17.67 GHz的可用频带上,设定每个谐振器占用的总带宽为300 MHz,采用频率位置编码技术后,标签可实现的最大编码容量达到31bits。最后制作了6 bits的U型缝隙谐振器的无芯片标签进行对比实测,仿真和测试结果非常吻合。所设计的U型缝隙谐振器的无芯片标签基板尺寸为30×19.5 mm2,可实现6 bits的编码容量,编码密度为1.03 bits/cm2。3.提出了一种基于频率共享的多态谐振器可重发无芯片标签。该标签由N个谐振器和微带传输线以及两面正交的UWB收发天线组成,其中两两尺寸相同的谐振器对称地放置在耦合微带线两侧,利用每个谐振器内嵌M条终端开路枝节线的不同组合,以获得不同的谐振频率。两两尺寸相同的谐振器可以有（M+1）（M+2）/2种状态,N个谐振器在频谱上有N×（M+1）（M+2）/4个谐振特征,可生成[（M+1）（M+2）/2]N/2个编码状态。设计N=6,M=4的频率共享多态谐振器无芯片标签,标签的工作频带在4.8-9.7 GHz,基板尺寸为26.2×15.2 mm2,可以生成约212个代码,实现约为12 bits的编码容量,编码密度为3.01 bits/cm2。
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