基于极化变换谐振器的远距无芯片RFID湿度传感器设计

高 伟，马润波

(山西大学 物理电子工程学院，山西 太原 030006)

0 引 言

射频识别(RFID)技术在物联网应用中发挥着至关重要的作用[1]. 无芯片RFID传感器不需电池供电，直接从阅读器的电磁场中提取能量. 与传统传感器相比，无芯片RFID传感器具有低成本、工作寿命长等优点[2,3]. 文献[4]介绍了多种无芯片RFID传感器，如湿度、温度、压力及PH传感器等.

无芯片标签仅靠反射阅读器发射来的电磁波传输数据，反射信号能量很弱，传输距离较短. 因此，远距离RFID标签成为当下一个研究热点. 文献[5]标签的基本单元是在三角形金属贴片上刻蚀一组三角形槽，由6个基本结构组成阵列实现远距离检测的设计. 结果表明，与单个贴片相比，阵列的接收信号水平增加了3 dB～13 dB左右. 文献[6]设计了一种基于“I”形贴片谐振器的无芯片RFID标签，在水平和垂直方向上重复设置使得RCS响应幅值显著提高. 文献[7]利用周期阵列结构来提高无芯片RFID标签RCS响应. 仿真表明，通过增加单元数量，可以同时提高RCS和标签响应Q值. 此外，实际环境中标签的响应容易受周围环境杂波的干扰. 为了实现更高的检测能力，设计具有较强环境适应力的标签非常有必要. 在线极化电磁波激励下，文献[8]介绍了一种无芯片RFID标签的工作原理，发射天线发射垂直或水平的极化信号，接收天线接收极化方向与发射正交的信号. 文献[9]利用圆极化电磁波增强无芯片RFID标签的可读性，该阅读器产生一个右旋圆极化(RHP)电磁信号，具有极化变换特性……