Strukturoptimierung eines Ultrahochfrequenz-Radiofrequenz-Identifikations-Tag-Fadens basierend auf der Normalmodus-Helix-Dipolantenne

Dieses Papier beschreibt das Design eines neuartigen Ultrahochfrequenz-Radiofrequenz-Identifikations-(UHF RFID)-Tag-Fadens, der hauptsächlich aus dem üblichen Garn und der Normalmodus-Helix-Dipolantenne besteht. Die lineare Dipolantenne für den UHF RFID-Tag-Faden war für die Miniaturisierung des Tags zu lang. Um die Lesefunktion zu maximieren und die Größe des Tags zu verkleinern, wurden die grundlegenden Antennenstrukturparameter, wie die Helixsteigung und die Einzelarm-Länge, durch Analyse des Strahlungsparameters S11 der Normalmodus-Helix-Dipolantenne auf Basis von Simulationsexperimenten optimiert. Die Simulationsexperimente begannen mit der Optimierung der Einzelarm-Länge, um das Minimum des S11-Parameters bei der Resonanzfrequenz zu erhalten, dann wurde die Helixsteigung weiter optimiert, um die Resonanzfrequenz im UHF-Bereich zu begrenzen. Die Simulationsergebnisse zeigten, dass die Resonanzfrequenz mit zunehmender Helixsteigung steigt und mit zunehmender Einzelarm-Länge sinkt. Weiterhin wurde eine Reihe von UHF RFID-Tag-Fäden mit guter Leistung aus den Simulationsfällen hergestellt und die Leistung des optimierten Tags validiert. Im Allgemeinen konnte der UHF RFID-Tag-Faden mit optimierter Helix-Dipolantenne die axiale Länge des Tags um 57 % reduzieren und die Lesereichweite um 500 % erhöhen; seine Leistung war deutlich überlegen gegenüber dem UHF RFID-Tag-Faden mit der klassischen linearen Dipolantenne.