开题报告-应用于2.4GHz射频识别系统的引向天线的设计.docVIP

选题的依据及意义 RFID技术利用无线射频方式进行非接触双向通信，可达到识别并交换数据的目的。与磁卡和IC卡等接触式识别技术不同，RFID系统的电子标签和读写器之间无需物理接触就可完成识别，属于非接触识别。RFID技术具有一些独特的优点，它可更广泛地应用于交通运输、医疗和防伪等领域中。随着我国经济的迅猛发展，铁道部已投入大量资金用于建立全路车号自动识别系统的工程建设中，目标是在所有机车上安装电子标签，在所有区段站、编组站、大型货运站安置地面读写装置，对运行的列车以及车辆信息进行准确的识别。铁路射频车号自动识别系统已经成为铁路信息化建设的一个重要组成部分。TKCG-08RFID列车自动识别系统正是在这一背景下进行研发的，它利用微波射频通信技术，实现了列车车号的自动识别。数据传输是RFID系统运行的一个重要环节。射频信号通过阅读器天线和标签天线的空间耦合(交变磁场或电磁场)实现数据传递，因此，天线在整个RFID系统中扮演着重要角色，一方面天线的好坏决定了系统的通信质量，另一方面天线决定了系统的通信距离。根据工作频段不同，在RFID产品中使用不同类型的天线，可选择的天线种类很多。在选择的时候，天线大小、成本、性能都是非常重要的因素。三种最常见的短距天线设备是PCB微带天线、芯片天线和有一个连接器的鞭状天线。TKCG-08地铁列车识别系统应用主要是将阅读器安装在线路轨道中间，射频卡安装在车体下部中央相应的位置，当列车以一定速度通过阅读器 二、国内外研究现状及发展趋势在电子战与信息战飞速发展的今天，一些国家已建立了地面、舰艇、机载和星载的一体化情报侦察体系，其侦察频带扩展到0.5～40GHz，覆盖了绝大多数的天线设备。如何降低天线的雷达散射截面、使天线系统免受电子干扰、免遭敌方雷达的探测和攻击而有效地工作，不仅关系到天线系统的生命力，而且影响到其载体的电磁隐身性能，影响着天线载体的生存。因此，开发和设计低雷达截面的机载天线系统具有十分重要的意义。而微带天线有尺寸小、重量轻、成本低、易于扫描，并能与飞行器共形等许多优点，已越来越受到人们的重视，其用作飞行器低RCS（雷达截面）天线的前景十分广阔。 最早的发射天线是H.R.赫兹在1887年为了验证J.C.麦克斯韦根据理论推导所作关于存在电磁波的预言而设计的。它是两个约为30厘米长、位于一直线上的金属杆，其远离的两端分别与两个约40厘米的正方形金属板相连接，靠近的两端分别连接两个金属球并接到一个感应线圈的两端，利用金属球之间的火花放电来产生振荡。当时，赫兹用的接收天线是单圈金属方形环状天线，根据方环端点之间空隙出现火花来指示收到了信号。G.马可尼是第一个采用大型天线实现远洋通信的，所用的发射天线由30根下垂铜线组成，顶部用水平横线连在一起，横线挂在两个支持塔上。这是人类真正付之实用的第一副天线。自从这副天线产生以后，天线的发展经历了几个历史时期。 1.线天线时期 在无线电获得应用的最初时期，真空管振荡器尚未发明，人们认为波长越长，传播中衰减越小。因此，为了实现远距离通信，所利用的波长都在1000米以上。在这一波段中，显然水平天线是不合适的，因为大地中的镜像电流和天线电流方向相反，天线辐 射很小。此外，它所产生的水平极化波沿地面传播时衰减很大。因此，在这一时期应用的是各种不对称天线，如倒L形、T形、伞形天线等。由于高度受到结构上的限制，这些天线的尺寸比波长小很多，因而是属于电小天线的范畴。后来，业余无线电爱好者发现短波能传播很远的距离，A.E.肯内利和O.亥维赛发现了电离层的存在和它对短波的反射作用，从而开辟了短波波段和中波波段领域。这时，天线尺寸可以与波长相比拟，促进了天线的顺利发展。这一时期除抗衰落的塔式广播天线外，还设计出各种水平天线和各种天线阵，采用的典型天线有：偶极天线、环形天线、长导线天线、同相水平天线、八木天线、菱形天线和鱼骨形天线等。这些天线比初期的长波天线有较高的增益、较强的方向性和较宽的频带，后来一直得到使用并经过不断改进。 在这一时期，天线的理论工作也得到了发展。H.C.波克林顿在1897年建立了线天线的积分方程，证明了细线天线上的电流近似正弦分布。由于数学上的困难，他并未解出这一方程。后来E.海伦利用δ函数源来激励对称天线得到积分方程的解。同时，A.A.皮斯托尔哥尔斯提出了计算线天线阻抗的感应电动势法和二重性原理。R.W.P.金继海伦之后又对线天线作了大量理论研究和计算工作。将对称天线作为边值问题并用分离变量法来求解的有 S.A.谢昆穆诺夫、H.朱尔特、J.A.斯特拉顿和朱兰成等。 2.面天线时期 虽然早在1888年赫兹就首先使用了抛物柱面天线，但由于没有相应的振荡源，一直到30年代才随着微波电子管的出现陆续研制出各种面天线。这时已有类比于声学方法的喇叭天线、类比于光学