UHF频段RFID煤矿定位系统读写器天线设计

"一种UHF频段RFID煤矿井下人员定位系统读写器天线的设计，通过利用射频识别技术，设计出适用于煤矿井下环境的定位系统天线。该天线由四个角带有V型裂缝的正方形微带贴片和一个带有EBG（Electromagnetic Band Gap，电磁带隙）结构的地板组成，工作在901-939 MHz的UHF频段，采用同轴底馈方式供电。通过调整V形裂缝的尺寸和位置，可以实现天线在左旋或右旋圆极化模式间的切换。实测结果显示，天线在907-925 MHz的阻抗带宽内，S11参数小于-10 dB，轴比AR小于3 dB，最大辐射方向上的增益达到5.4 dBi，前后比为21 dB。这种天线结构简单，体积小，易于加工，符合煤矿井下RFID定位系统对读写器天线的需求。" 本文详细介绍了在煤矿安全领域中应用的一种基于射频识别（RFID）技术的井下人员定位系统天线设计。RFID技术是一种非接触式自动识别技术，通过电磁波耦合进行通信，实现对象信息的自动识别。在煤矿井下，由于特殊地质条件，需要专门设计的天线以适应恶劣环境。 该天线设计的核心是结合了四个角部带有V型裂缝的正方形微带贴片和一个EBG结构的地板，工作在超高频（UHF）频段，即901-939 MHz。通过HFSS仿真软件，研究了V形裂缝的尺寸和位置变化对天线性能的影响，使其能够在左旋或右旋圆极化模式下工作。实际测量数据显示，天线在907-925 MHz的频率范围内具有良好的阻抗匹配（S11≤-10 dB），且轴比AR≤3 dB，这意味着天线在该频率范围内具有稳定的性能。此外，天线的最大辐射方向增益为5.4 dBi，前后比达到21 dB，确保了良好的定向性和信号强度。 这种天线设计考虑了煤矿井下的特殊需求，例如体积小、加工简单，以适应井下空间有限和加工条件受限的环境。同时，它满足了RFID定位系统对读写器天线的一般要求，能够有效地读取和跟踪井下人员携带的电子标签，为实现人员考勤、实时查询、定位追踪等功能提供了硬件支持。 该设计为煤矿安全提供了一种有效的技术解决方案，通过优化的天线设计提高了RFID在复杂环境下的性能，有助于提升煤矿井下人员的安全管理和效率。