射频识别(RFID)是一种无线识别技术,它是利用无线电波在读卡器和附着在物体上的标签之间的数据传输以进行识别和跟踪的技术。射频识别技术已广泛应用于配送物流、供应链管理、货物跟踪、制造业、门禁系统、电子收费和商品流通系统等领域。超高频(UHF)RFID的频率范围从840到960 MHz(13.3%的分频带宽)。授权用于射频识别应用的超高频频段在不同的国家和地区是不同的,例如,超高频射频识别应用的频率在中国为840.5–844.5MHz和920.5–924.5 MHz,在欧洲为866–869 MHz,在北美为902–928 MHz,在日本为852–855 MHz,在澳大利亚为920–926 MHz,在印度为865–867 MHz,在韩国为908.5–914 MHz等等。设计一个工作频段覆盖从840 MHz到960 MHz的阅读器天线有助于RFID系统的配置和成本降低。本研究的主要创新在于设计和实现一种适用于通用超高频RFID阅读器应用的新型低成本紧凑型宽带天线。设计一种宽工作带宽的天线结构,以覆盖通用的超高频射频识别频率范围,被认为是一种新颖、可取和有益的方法。本研究所设计的天线可减小天线尺寸,降低制造成本。为此,本文对几种读写天线进行了设计、制作和综合研究。首先,设计了一种具有宽带宽的通用超高频RFID手持读写天线。该天线是一个方形槽天线,由一个倒Z形作为馈电线,四个对角插在槽角处,两个倒T形插在方形槽的两个中间侧的结构。这种Z形馈电线能够通过改变其两个馈电线臂的方向来产生双圆极化。该天线的总体尺寸为120×120×1.6mm~3,工作带宽(重叠带宽)为262 MHz(745 MHz至1007MHz),最大增益为4.8 d Bi,最大读取范围为3.45米。与文献中介绍的读卡器天线相比,该设计紧凑、简单。然后,我们设计了第二款天线,它由一个插入右侧方形槽的倒L形馈电线、垂直短截线和水平短截线组成。该天线的总体尺寸与第一次设计相同,工作带宽为285 MHz(818–1103),覆盖整个超高频RFID频段。这种结构和之后的设计中使用的L形馈电线产生更多的共振频率,从而产生更宽的工作带宽,如后面章节中所述。在第三种结构中,我们提出了一种宽频带天线,它由120×120 mm2的方形槽、安装在相对角落的两个矩形短柱、一个L形的馈电线以及在左侧短柱中间切出的小缝组成,以提高本设计的阻抗匹配性。该结构总体尺寸为120×120×1.6 mm~3,具有宽工作带宽,从796 MHz到1269 MHz(473 MHz),双圆极化,测量增益为3.9 d Bi。此天线带宽覆盖整个超高频射频识别波段(840-960 MHz)。最后,第四款天线是由方形槽(112×112 mm2)、槽中心的倒L形馈线和向槽中心插入在方形槽右中心的L形金属条组成。该天线具有444 MHz(824-1268 MHz)的带宽,可以覆盖整个超高频射频识别波段。该设计具有双圆极化,读取距离为3.61米,该天线的最大测量增益为3.8 d Bi。值得注意的是,第四种结构与前三种设计的天线相比,甚至与许多公开文献中为该频段设计的通用超高频RFID读写器天线相比,都具有体积小、结构简单、操作带宽宽、读取范围长的特点。