表征板材特性的无芯片射频识别传感器设计

doi:10.13451/j.sxu.ns.2023071

山西大学学报(自然科学版) ›› 2024, Vol. 47 ›› Issue (02) : 401 -408. DOI: 10.13451/j.sxu.ns.2023071

表征板材特性的无芯片射频识别传感器设计

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摘要

为使用无线方式确定平板材料的介电常数和厚度，本文建模并分析了一种无芯片射频识别（Radio Frequency Identification,RFID）传感器。传感器包括刻蚀在接地板上的两个互补开口环谐振器，以及由传输线连接的两个单极子天线。对传感区域微带线耦合互补开口环谐振器模型进行了建模分析，研究了两个谐振器的谐振频率随被测材料特性变化的规律。通过仿真和数据分析，当被测材料厚度在2.5 mm～4.0 mm范围内时，确定了两个天线间传输零点与被测材料相对介电常数和厚度之间的线性表征关系。分析结果表明，理论上可以通过传感器的雷达散射截面（Radar Cross Section,RCS）传输零点实现被测材料相对介电常数和厚度的表征，相对介电常数相对误差在5%以内，厚度相对误差在10%以内。