Nghiên cứu thiết kế anten RFID thụ động sử dụng cấu trúc dệt và bể mặt dẫn từ nhân tạo

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐOÀN THỊ NGỌC HIỀN NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ ANTEN RFID THỤ ĐỘNG SỬ DỤNG CẤU TRÚC DỆT VÀ BỀ MẶT DẪN TỪ NHÂN TẠO LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT VIỄN THÔNG Hà Nội – 2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐOÀN THỊ NGỌC HIỀN NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ ANTEN RFID THỤ ĐỘNG SỬ DỤNG CẤU TRÚC DỆT VÀ BỀ MẶT DẪN TỪ NHÂN TẠO Ngành: Kỹ thuật viễn thông Mã số: 9520208 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT VIỄN THÔNG TẬP THỂ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN VĂN KHANG PGS.TS ĐÀO NGỌC CHIẾN Hà Nội – 2020 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết khoa học trình bày luận án thành nghiên cứu thân suốt thời gian làm nghiên cứu sinh chưa xuất công bố tác giả khác Các kết đạt xác trung thực Hà nội, ngày tháng năm 2020 Nghiên cứu sinh Đoàn Thị Ngọc Hiền Tập thể hướng dẫn PGS TS Nguyễn Văn Khang PGS TS Đào Ngọc Chiến i LỜI CẢM ƠN Trước tiên, xin gửi lời biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn Văn Khang đặc biệt PGS.TS Đào Ngọc Chiến trực tiếp hướng dẫn, định hướng khoa học, dành nhiều thời gian hỗ trợ tơi mặt để hồn thành luận án Tác giả chân thành cảm ơn Viện nghiên cứu quốc tế MICA, trường Đại học Bách Khoa Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả tập trung nghiên cứu thời gian qua Chân thành cảm ơn Bộ môn Điện tử hàng không vũ trụ, Viện Điện tử Viễn thơng, Phịng Đào tạo- Bộ phận Đào tạo sau Đại học, trường Đại học Bách Khoa Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi cho nghiên cứu sinh suốt trình nghiên cứu, học tập thực luận án Xin chân thành cảm ơn quan tâm, giúp đỡ, động viên đồng nghiệp, thành viên phịng thí nghiệm CRD lab – Viện Điện tử Viễn thông dành cho Đồng thời, xin gửi lời cảm ơn phịng thí nghiệm đo lường, Viện Điện tử - Viễn thơng tạo điều kiện giúp đỡ q trình đo đạc mơ hình chế tạo thực nghiệm Cuối cùng, xin dành tất yêu thương lời cảm ơn đến thành viên gia đình, người động viên, giúp đỡ nhiều thời gian vừa qua Đây động lực to lớn giúp tơi vượt qua khó khăn hồn thành luận án Hà Nội, ngày tháng năm 2020 Nghiên cứu sinh Đoàn Thị Ngọc Hiền ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii BẢNG CÁC KÝ HIỆU TOÁN HỌC vi DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT vii DANH SÁCH BẢNG viii DANH SÁCH HÌNH VẼ ix MỞ ĐẦU Chương ANTEN RFID 1.1 Công nghệ RFID 1.1.1 Hệ thống RFID trường gần 1.1.2 Hệ thống RFID trường xa 1.2 Thẻ RFID 1.3 Các tham số anten thẻ RFID 1.3.1 Trở kháng đầu vào anten 1.3.2 Băng thông 10 1.3.3 Hệ số định hướng anten 10 1.3.4 Hệ số tăng ích anten 11 1.3.5 Hiệu suất xạ 11 1.3.6 Phân cực 12 1.3.7 Khoảng đọc anten 12 Các loại vật liệu đế điện môi 13 1.4.1 Vật liệu truyền thống 13 1.4.1.1 Các loại vật liệu polymer 13 1.4.1.2 Bìa tơng giấy 13 1.4.1.3 Gỗ 14 1.4.1.4 Ván ép 14 1.4.1.5 Gốm 14 Vật liệu tiên tiến 15 1.4.2.1 Vải cách điện 15 1.4.2.2 Siêu vật liệu 16 Phối hợp trở kháng anten chip 21 1.4 1.4.2 1.5 iii 1.6 1.7 1.8 1.5.1 Kỹ thuật phối hợp trở kháng sử dụng vòng ghép điện cảm 21 1.5.2 Kỹ thuật phối hợp trở kháng sử dụng mạng chữ T 25 1.5.3 Kỹ thuật phối hợp trở kháng sử dụng khe lồng 26 Các kỹ thuật giảm nhỏ kích thước anten thẻ RFID 27 1.6.1 Kỹ thuật uốn gấp khúc 27 1.6.2 Kỹ thuật sử dụng cấu trúc anten PIFA 29 1.6.3 Kỹ thuật dùng tải kháng dung 29 Các kỹ thuật cải thiện hệ số tăng ích độ định hướng anten thẻ RFID 31 1.7.1 Phương pháp sử dụng bề mặt phản xạ 31 1.7.2 Phương pháp sử dụng patch ký sinh 31 1.7.3 Phương pháp sử dụng cấu trúc chắn dải điện từ 32 1.7.4 Phương pháp sử dụng cấu trúc mặt phẳng đất khơng hồn hảo 33 Kết luận chương 34 Chương THIẾT KẾ ANTEN THẺ RFID CĨ THỂ TÍCH HỢP SỬ DỤNG CẤU TRÚC 35 DỆT 2.1 Giới thiệu chương 35 2.2 Anten tích hợp 35 2.3 Vật liệu đế điện mơi anten tích hợp 35 2.4 Các kỹ thuật chế tạo anten tích hợp 36 2.4.1 Anten tích hợp dạng cứng 37 2.4.2 Anten tích hợp dạng mềm dẻo 37 2.5 Các bước thiết kế anten thẻ RFID tích hợp 38 2.6 Đề xuất cấu trúc đặc tính anten thẻ RFID tích hợp 38 2.6.1 Lựa chọn vật liệu 38 2.6.2 Tính tốn tham số kích thước anten 39 2.6.3 Cấu trúc anten đề xuất 40 2.6.4 Kết mô 42 2.6.5 Đánh giá ảnh hưởng vật liệu đến đặc tính anten 44 2.6.5.1 Độ dày đế vải 44 2.6.5.2 Hệ số điện môi đế vải 45 2.6.5.3 Đường kính sợi dây đồng 46 Thực nghiệm đo đạc 47 Kết luận chương 49 2.6.6 2.7 Chương THIẾT KẾ ANTEN THẺ RFID HAI BĂNG TẦN, ĐỘ ĐỊNH HƯỚNG CAO iv SỬ DỤNG BỀ MẶT DẪN TỪ NHÂN TẠO 51 3.1 Giới thiệu chương 51 3.2 Thiết kế anten lưỡng cực đơn 51 3.3 Cấu trúc bề mặt dẫn từ nhân tạo (AMC) 55 3.3.1 Nguyên lý hoạt động cấu trúc AMC 55 3.3.2 Thiết kế cấu trúc AMC 59 3.3.2.1 Cấu trúc AMC hình vng 60 3.3.2.2 Cấu trúc AMC khe 62 3.3.2.3 Cấu trúc ba khe 64 Khảo sát đặc tính cấu trúc AMC ba khe 66 Cấu trúc đặc tính anten đề xuất 69 3.4.1 Cấu trúc anten 69 3.4.2 Khảo sát đặc tính bề mặt dẫn từ nhân tạo 71 3.4.3 Khảo sát đặc tính mạng phối hợp trở kháng chữ T 74 3.4.4 Cơ chế hoạt động hai băng tần 76 3.5 Thực nghiệm 81 3.6 Kết luận chương 85 86 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO 89 3.3.3 3.4 KẾT LUẬN CHUNG v BẢNG CÁC KÝ HIỆU TỐN HỌC BW Băng thơng anten D Hệ số định hướng anten ε Hằng số điện môi f Tần số hoạt động anten G Hệ số tăng ích anten Gt Hệ số tăng ích anten đầu đọc λ Bước sóng µ Độ từ thẩm η Hiệu suất xạ anten P Công suất xạ anten Pt Công suất phát đầu đọc Ptag Công suất yêu cầu tối thiểu thẻ Q Hệ số phẩm chất anten Rmax Khoảng đọc tối đa thẻ S Mật độ công suất xạ anten S11 Hệ số phản xạ anten tanδ Hệ số tổn hao vật liệu Za Trở kháng vào anten Zc Trở kháng chip ϕ Độ lệch pha sóng xạ sóng phản xạ vi DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT AM Amplitude Modulation Điều chế biên độ AMC Artificial Magnetic Conductor Vật dẫn từ nhân tạo ASK Amplitude Shift Keying Modulation Điều chế khóa dịch biên độ CST Computer Simulation Technology Cơng nghệ mơ máy tính DC Direct Current Dòng điện chiều DGS Defected Ground Structure Cấu trúc mặt phẳng đất khơng hồn hảo EBG Electromagnetic Band Gap Dải chắn điện từ FM Frequency Modulation Điều chế tần số FSK Frequency Shift Keying Modulation Điều chế dịch chuyển theo tần số IC Intergrated Circuit Mạch tích hợp MLA Meander Line Antenna Anten uốn gấp khúc PDMS Polydimethylsiloxane Polydimethylsiloxane PIFA Planar Inverted-F Antenna Anten PIFA PSK Phase Shift Keying Modulation Điều chế khóa dịch pha RFID Radio Frequency Identification Nhận dạng tần số vô tuyến UHF Ultra High Frequency Tần số cực cao PEC Perfect Electrical Conductor Vật liệu dẫn điện hoàn hảo PRS Partially Reflective Surface Bề mặt phản xạ phần vii DANH SÁCH BẢNG 1.1 Các quy định dải tần băng thông hệ thống RFID UHF số khu vực giới 10 1.2 Các thông số anten sử dụng mặt phản xạ 31 1.3 Các thông số anten sử dụng cấu trúc EBG 33 2.1 Bảng tham số đặc tính loại đế điện mơi cho anten tích hợp 36 2.2 Bảng tham số kích thước anten dệt đề xuất (mm) 41 2.3 So sánh kết mô anten đề xuất với số anten công bố 49 3.1 Bảng tham số kích thước anten lưỡng cực (mm) 52 3.2 Các tham số kích thước cấu trúc phần tử AMC hình vng (mm) 62 3.3 Các tham số kích thước cấu trúc phần tử AMC khe (mm) 63 3.4 Các tham số kích thước cấu trúc phần tử AMC ba khe (mm) 65 3.5 Bảng tham số thước anten đề xuất (mm) 70 3.6 Bảng giá trị khoảng đọc tối đa đo (m) 84 3.7 So sánh kết mô anten đề xuất với số anten công bố 85 viii Độ lợi anten thẻ định nghĩa sau: Gtag = η.Dtag (3.24) Trong η Dtag hiệu suất xạ độ định hướng anten thẻ Hiệu suất xạ anten chủ yếu phụ thuộc vào không phối hợp trở kháng, đó: η = 1− | Γ2 | (3.25) Thay hai công thức (3.24) (3.25) vào (3.23) ta có cơng thức tính khoảng đọc tối đa anten thẻ sau: Rmax = λ 4π Pt Gt Dtag (1 − Γ2 )ρ Ptag (3.26) Từ tài liệu thông số kỹ thuật đầu đọc [100], anten đầu đọc [101] chip [87], có Pt = 30 dBm, Gt = dBic Ptag = -15 dBm Vì anten đầu đọc có phân cực trịn anten thẻ có phân cực tuyến tính, ρ giả sử 0,5 Bằng cách thay giá trị Dtag Γ từ kết mô phần mềm HFSS vào công thức 3.26, khoảng đọc tối đa anten thẻ tính tốn minh họa hình 3.42 Kết cho thấy khoảng đọc tối đa anten 6,9 m 7,4 m tương ứng với tần số 845 MHz 925 MHz Khoảng đọc anten mẫu chế tạo đo cách dịch cột gỗ gắn anten thẻ đường thẳng xa khỏi vị trí cột gỗ gắn anten đầu đọc Khoảng đọc tối đa xác định vị trí xa mà đầu đọc cịn phát thẻ, cụ thể mã định danh thẻ cịn cột thứ hai hình giao diện phần mềm Universal Reader Assistant cung cấp mơ đun đầu đọc RFID Thingmagic Me6 Hình 3.41 minh họa giao diện phần mềm Universal Reader Assistant đầu đọc phát thẻ RFID có ID 3005FB63AC1F3841EC880467 Phép đo khoảng cách thực máy đo khoảng cách laser Bosch GLM30 với phạm vi đo từ 0,15 m đến 30 m độ xác ± mm Thí nghiệm thực với bảy dải tần số tiêu chuẩn bao gồm ETSI cho Liên minh Châu Âu (866 MHz - 869 MHz), FCC cho Bắc Mỹ (902 MHz - 928 MHz), SRRC (920 MHz - 925 MHz ) cho Cộng hòa Nhân dân Trung Hoa, KR2 (917 MHz - 923 MHz) cho Hàn Quốc, IN (840 MHz - 845 MHz) cho Ấn Độ, AU (920 MHz - 925 MHz) cho Úc NZ (922 MHz - 927 MHz) cho New Zealand Hình 3.41: Giao diện phần mềm Universal Reader Assistant đầu đọc RFID Thingmagic Me6 83 Các giá trị khoảng đọc đo được trình bày bảng 3.6 minh họa hình 3.42 Mặc dù thí nghiệm khơng thể thực đo toàn dải tần khảo sát giới hạn lựa chọn tần số đầu đọc, kết đo bảy dải tần tiêu chuẩn cho phép xác nhận hiệu anten đề xuất Anten mẫu chế tạo thu hai khoảng đọc lớn dải tần theo tiêu chuẩn Ấn Độ Bắc Mỹ với giá trị tương ứng 4,4 m 6,0 m Điều khẳng định chế hoạt động hai băng tần cấu trúc anten đề xuất Kết cho thấy khoảng đọc đo ngắn so với tính tốn, điều giải thích ngun nhân độ xác trình chế tạo anten Bảng 3.6: Bảng giá trị khoảng đọc tối đa đo (m) Dải tần Khoảng đọc tối đa IN (840-845 MHz) 4,4 m ETSI (865-869 MHz) 2,8 m FCC (902-928 MHz) 6,0 m KR2 (917-923 MHz) 4,0 m SRRC (920-925 MHz) 2,2 m AU (920-925 MHz) 2,3 m NZ (922-927 MHz) 2,0 m 10 Tính tốn Th✄c nghi☎m ✆  ✭ FCC Khoảng đọc tối đ ❛ IN KR2 ETSI AU/ SRRC NZ 800 820 840 860 880 900 T✁n s✂ (MHz) 920 940 960 Hình 3.42: So sánh kết tính tốn đo đạc thực nghiệm khoảng đọc tối đa anten thẻ 84 Bảng 3.7: So sánh kết mô anten đề xuất với số anten công bố Anten Đế điện mơi Kích thước (mm) Hệ số khuếch đại (dBi) FR-4, [102] 84 mm × 42 mm × 14 mm 2,18 210 mm × 210 mm × 6,4 mm 5,13 160 mm × 80 mm × 15mm 4,53 190 mm × 190 mm × 15,8 mm 6.75 εr = 4,4 h = 1,0 mm FR-4, [103] εr = 4,4, h = 3,2 mm FR-4, [104] εr = 4,4, h = 1,6 mm FR-4, Anten đề xuất εr = 4,4, h = 0,8 mm Bảng 3.7 so sánh anten đề xuất với số anten thẻ RFID sử dụng cấu trúc siêu vật liệu điện từ cơng bố có dải tần hoạt động tương tự Bảng 3.7 cho thấy, anten thu có hệ số tăng ích lớn, hoạt động hai băng tần anten khác hoạt động băng tần Tuy nhiên, để anten thu có tham số đặc tính địi hỏi việc chế tạo anten phải có độ xác cao anten có dải tần hẹp 3.6 Kết luận chương Chương mô tả cấu trúc anten đơn hướng, cấu hình nhỏ gọn với hai băng tần dành cho ứng dụng RFID UHF Anten bao gồm lưỡng cực kết hợp với bề mặt dẫn từ nhân tạo in mặt mặt đế điện môi FR-4 Anten phối hợp trở kháng với chip UCODE G2XM mạng phối hợp trở kháng chữ T Anten thiết kế mô dựa phần mềm mô ANSYS HFSS Anten có kích thước tổng cộng 190 mm × 190 mm × 15.8 mm (tương ứng với 0, 55λ × 0, 55λ × 0, 046λ) tần số 925 MHz, băng thông thu 15 MHz (840 MHz – 855 MHz) 18 MHz (916 MHz – 932 MHz) với độ định hướng 5.8 dB 7.0 dB tương ứng với tần số 845 MHz 925 MHz Khoảng đọc tối đa anten chế tạo thử nghiệm 6,0 m 4.4 m tương ứng với hai dải tần tiêu chuẩn FCC (902 MHz – 928 MHz) IN (840 MHz – 845 MHz) Kết nghiên cứu chương trình bày danh mục cơng trình công bố luận án 85 KẾT LUẬN CHUNG Cùng với việc hệ thống RFID ngày ứng dụng phổ biến lĩnh vực đời sống, yêu cầu đặt thẻ RFID khắt khe Các ứng dụng thẻ đeo đòi hỏi anten khơng có hình dạng thơng thường anten lưỡng cực, anten bowtie, mà cịn có dạng chữ, logo, Trên sở phân tích loại vật liệu đế điện môi, kỹ thuật giảm nhỏ kích thước anten, luận án đề xuất giải pháp thiết kế anten thẻ thụ động RFID sử dụng cấu trúc dệt đế điện môi vải Trường hợp cụ thể với thẻ RFID có thành phần phát xạ thiết kế dạng chữ viết tắt tên trường đại học Bách Khoa Hà Nội (HUST) giới thiệu luận án Mơ hình anten đề xuất chế tạo đo đạc thử nghiệm Kết đo đạc hệ số phản xạ anten phù hợp với kết mơ Bên cạnh đó, số kỹ thuật để cải thiện hệ số tăng ích hệ số định hướng anten RFID phân tích chi tiết Kỹ thuật phổ biến thường sử dụng để cải thiện độ tăng ích anten sử dụng bề mặt phản xạ Tuy nhiên việc làm tăng đáng kể kích thước anten Với đặc tính vượt trội siêu vật liệu điện từ mà vật liệu thông thường tự nhiên khơng có được, cấu trúc ngày quan tâm nghiên cứu ứng dụng thiết kế anten nói chung anten thẻ RFID nói riêng Trên sở đó, luận án đề xuất cấu trúc bề mặt dẫn từ nhân tạo Cấu trúc đề xuất áp dụng cho thiết kế anten thẻ RFID UHF hai băng tần, cấu trúc thấp, độ định hướng cao, khoảng cách đọc lớn Bề mặt dẫn từ nhân tạo thiết kế để hoạt động bề mặt dây dẫn từ tính nhân tạo đồng thời có kích thước hữu hạn tạo tần số cộng hưởng bổ sung cho hệ thống anten, kết hợp với tần số cộng hưởng lưỡng cực giúp cho anten hoạt động băng tần kép Bằng cách sử dụng bề mặt dẫn từ nhân tạo, hệ số định hướng anten cải thiện đáng kể Luận án đề xuất giải pháp thiết kế anten thẻ thụ động RFID có cấu trúc bao gồm lưỡng cực kết hợp với bề mặt dẫn từ nhân tạo Kết mô cho thấy cấu trúc anten đề xuất có hệ số định hướng cao nhiều so với cấu trúc anten lưỡng cực đơn không sử dụng bề mặt dẫn từ nhân tạo Anten chế tạo đo đạc thử nghiệm Kết thực nghiệm chứng minh tính khả thi việc sử dụng cấu trúc bề mặt dẫn từ nhân tạo mơ hình anten thẻ RFID Đóng góp khoa học luận án Luận án có đóng góp khoa học sau: • Đề xuất cấu trúc anten dệt dạng chữ, đế vải, kích thước nhỏ, dùng cho thẻ RFID thụ động làm việc dải tần 2,45GHz 86 • Đề xuất mẫu anten sử dụng bề mặt dẫn từ nhân tạo có kích thước nhỏ dùng cho thẻ RFID thụ động hai băng tần dải UHF có độ định hướng cao, nâng cao khoảng cách đọc Hướng phát triển luận án • Nghiên cứu thiết kế anten phân cực tròn sử dụng bề mặt dẫn từ nhân tạo dành cho thẻ thụ động RFID UHF • Nghiên cứu thiết kế anten sử dụng bề mặt dẫn từ nhân tạo dành cho đầu đọc RFID UHF 87 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA LUẬN ÁN • Tạp chí Scopus: Doan Thi Ngoc Hien, Ta Son Xuat, Nguyen Van Khang, Nguyen Khac Kiem, Dao Ngoc Chien (2019) Low-Profile, Dual-Band, Unidirectional RFID Tag Antenna Using Metasurface Progress In Electromagnetics Research C (PIER C), vol 93, pp 131-141 • Tạp chí nước: Doan Thi Ngoc Hien, Nguyen Van Khang, Dao Ngoc Chien (2017) A textile RFID antenna for wearable applications.Journal of Science and Technology Technical Universities, vol 2017, no 120c, pp 109-113 Doan Thi Ngoc Hien, Nguyen Van Khang, Dao Ngoc Chien (2017) A low-cost compact RFID tag antenna for toll-gate Proc The University of Danang Journal of Science and Technology, vol 4, no 11(120) pp 12-15 • Hội thảo quốc tế: Doan Thi Ngoc Hien,Nguyen Van Khang, Dao Ngoc Chien (2016) A textile antenna for wearable applications using RFID technology International Conference on Ubiquitous Information Management and Communication, Danang, Vietnam • Cơng trình có liên quan: S Xuat Ta, D Ngoc Chien, K Kiem Nguyen, Doan Thi Ngoc Hien (2017) Singlefeed, compact, GPS patch antenna using metasurface 2017 International Conference on Advanced Technologies for Communications (ATC), pp 60-63, Quynhon, Vietnam 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] M.-C Tsai, C.-W Chiu, H.-C Wang, T.-F Wu (2013) Inductively Coupled Loop Antenna Design for UHF RFID on-Body Applications Progress In Electromagnetics Research, vol 143, pp.315-330 [2] R Vyas, V Lakafosis, A Rida, N Chaisilwattana, S Travis, J Pan, and M M Tentzeris (2009) Paper-based RFID-enabled wireless platforms for sensing applications IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol 57, no 5, pp.1370–1382 [3] G Marrocco (2016) Pervasive electromagnetics: sensing paradigms by passive RFID technology IEEE Wireless Communications, vol 5, no 4, pp 35–39 [4] Shivani Bisht Shalini Kumari Shivani Rai Brajlata Chauhan Tulika, Yashika Manwal (2010) Literature review on wearable textile antennas International Journal On Advanced Computer Theory And Engineering (IJACTE), vol 17, no 6, pp.10–17 [5] Brajlata Chauhan Ankita Priya, Ayush Kumar (2015) A review of textile and cloth fabric wearable antennas International Journal of Computer Applications, vol 16 [6] T Koschny, M Kafesaki, E Economou, and Costas Soukoulis (2004) Effective medium theory of left-handed materials Physical review letters, vol 93, pp.107402–10745 [7] Rajkumar Rajoria Pankaj Gupta (2013) Enhancement of the rectangular microstrip patch antenna performance using new e shaped metamaterial structure at 2.684 GHz International Journal of Advanced Research in Electrical, Electronics and Instrumentation Engineering, vol 2, pp 4219–4223 [8] F Jangal and N Bourey (2012) Enhance efficiency of high frequency antennas using lossy metamaterials 2012 International Symposium on Antennas and Propagation (ISAP), pp 874–877 [9] A Gupta, S K Sharma, and R K Chaudhary (2015) A compact cpw-fed metamaterial antenna for high efficiency and wideband applications 2015 Twenty First National Conference on Communications (NCC), pp 1–4 [10] M Abdelkarim, S Naoui, L Latrach, and A Gharsallah (2017) Radiation efficiency improvement of RFID patch antenna using metamaterials 2017 International Conference on Green Energy Conversion Systems (GECS), pp 1–6 [11] S Bhattacharjee, R Saha, and S Maity (2014) Metamaterial based patch antenna with omega shaped slot for RFID system 2014 International Conference on Advances in Engineering Technology Research (ICAETR - 2014), pp 1–5 89 [12] S Naoui and A Gharsallah (2014) Improved microstrip dipole antenna by using metamaterials for RFID technology Proceedings of 2014 Mediterranean Microwave Symposium (MMS2014), pp 1–4 [13] J K Ji, G H Kim, and W M Seong (2010) Bandwidth enhancement of metamaterial antennas based on composite right/left-handed transmission line IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol 9, pp.36–39 [14] S Naoui, L Latrach, and A Gharsallah (2015) RFID antenna by using metamaterials with negative effective permeability 2nd World Symposium on Web Applications and Networking (WSWAN), pp 1–4 [15] H X Araujo, S E Barbin, and L C Kretly (2012) Metamaterial cell patterns applied to quasi-yagi antenna for RFID applications 2012 IEEE Radio and Wireless Symposium, pp 383–386 [16] K Kanjanasit and C Wang (2012) A high directivity broadband aperture coupled patch antenna using a metamaterial based superstrate 2012 Loughborough Antennas Propagation Conference (LAPC), pp 1–4 [17] M A Antoniades, S A Rezaeieh, and A (2017) M Abbosh Bandwidth and directivity enhancement of metamaterial-loaded loop antennas for microwave imaging applications 2017 International Workshop on Antenna Technology: Small Antennas, Innovative Structures, and Applications (iWAT), pp 249–252 [18] V Upadhyaya and V Sawant (2017) Low-profile high-gain micro-strip patch antenna using meta-materials for wireless applications 2017 International Conference on Wireless Communications, Signal Processing and Networking (WiSPNET), pp 1111–1114 [19] D Mitra, A Sarkhel, O Kundu, and S R B Chaudhuri (2015) Design of compact and high directive slot antennas using grounded metamaterial slab IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol 14, pp 811–814, Dec 2015 [20] E Y Ahmed and E Abdenacer (2018) Miniaturization of a printed dipole antenna using metamaterials for RFID uhf technolog 2018 International Conference on Advanced Communication Technologies and Networking (CommNet), pp 1–5, April 2018 [21] T K Upadhyaya, V V Dwivedi, S P Kosta, and Y P Kosta (2012) Miniaturization of triband patch antenna using metamaterials 2012 Fourth International Conference on Computational Intelligence and Communication Networks, pp 45–48 [22] S K Jain, A Shrivastava, and G Shrivas (2015) Miniaturization of microstrip patch antenna using metamaterial loaded with SRR 2015 International Conference on Electromagnetics in Advanced Applications (ICEAA), pp 1224–1227 90 [23] Nguyễn Ngọc Lan (2018) Nghiên cứu giải pháp cải thiện số tham số anten mảng hệ thống thông tin vô tuyến, Luận án tiến sĩ, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội [24] Hoàng Thị Phương Thảo (2018) Nghiên cứu phát triển anten tái cấu hình theo tần số sử dụng chuyển mạch điện từ, Luận án tiến sĩ, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội [25] Nguyễn Khắc Kiểm (2016) Nghiên cứu phát triển anten mimo cho thiết bị đầu cuối di động hệ mới, Luận án tiến sĩ, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội [26] Huỳnh Nguyên Bảo Phương (2014) Nghiên cứu phát triển cấu trúc ebg ứng dụng cho hệ thống thông tin vô tuyến hệ Luận án tiến sĩ, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội [27] Pham Viet Thong, Nguyen Viet Hoa, Tran Nhan Ai, Lam Tan Phat, Dang Mau Chien (2013) Chế tạo anten cho thẻ RFID thụ động băng tần UHF vi ba Tạp chí Phát triển Khoa học Công nghệ, vol 16, no1 [28] Nguyễn Linh Lan (2008) Nghiên cứu thiết kế hệ thống nhận dạng thẻ vô tuyến thông minh RFID ứng dụng quản lý nhân Luận văn thạc sĩ, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội [29] Lê Công Cường (2011) Thiết kế mô chế tạo anten cho đầu đọc RFID 13,56 MHz Luận văn thạc sĩ, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội [30] Nguyễn Thế Anh (2007) Nghiên cứu, thiết kế mô anten RFID Luận văn thạc sĩ, Trường Đại học Công nghệ, Đại học quốc gia Hà Nội [31] Phan Đăng Huân (2014) Nghiên cứu thiết kế anten cho hệ thống RFID Luận văn thạc sĩ, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội [32] J C G Matthews and G Pettitt (2009) Development of flexible, wearable antennas 2009 3rd European Conference on Antennas and Propagation, pp 273–277 [33] C Hertleer, H Rogier, L Vallozzi, and L Van Langenhove (2009) A textile antenna for offbody communication integrated into protective clothing for firefighters, IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol 57, no 4, pp 919–925 [34] C Hertleer, H Rogier, L Vallozzi, and F Declercq (2007) A textile antenna based on highperformance fabrics, The Second European Conference on Antennas and Propagation, EuCAP 2007, pp 1–5 [35] I Locher, M Klemm, T Kirstein, and G Trster (2006) Design and characterization of purely textile patch antennas IEEE Transactions on Advanced Packaging, vol 29, no 4, pp.777–788 91 [36] R B V B Simorangkir, Y Yang, L Matekovits, and K P Esselle (2017) Dual-band dualmode textile antenna on pdms substrate for body-centric communications IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol 16, pp 677–680 [37] D Kim (2014) Advanced design of RFID tag antennas using artificial magnetic conductors 2014 International Symposium on Antennas and Propagation Conference Proceedings, pp 627–628 [38] R C Hadarig, M E de Cos, and F Las-Heras (2013) UHF dipole-AMC combination for RFID applications IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol 12, pp 1041– 1044 [39] Finkenzeller (2003) RFID handbook: Fundamentals and applications in contactless smart cards and identification John Wiley, Sons Ltd, Chichester, UK, vol 12, pp 427–430 [40] Stockman (1948) Communication by means of reflected power Proceedings of the institute of radio engineers, vol 36, pp.1196–1204 [41] Hamam H Dahmane Fennani, B (2011) RFID overview, pp 5–9 [42] Phan Anh (2007) Lý thuyết kỹ thuật anten Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2007 [43] RFID4u (2019) Basics – RFID Regulations [Online] Available: https://rfid4u.com/rfidbasics-resources/basics-rfid-regulations/ [44] C.A Balanis (2005) Antenna theory: Analysis and design, 3rd edition Wiley Interscience: Hoboken [45] Wikipedia (2019) Friis transmission equation [Online] Available: https://en.wikipedia.org/wiki/Friis_transmission_equation [46] S L Merilampi, T Bjorninen, A Vuorimaki, L Ukkonen, P Ruuskanen, and L Sydanheimo (2010) The effect of conductive ink layer thickness on the functioning of printed UHF RFID antenna., Proceedings of the IEEE, vol 98, no 9, pp.1610–1619 [47] Virkki J Merilampi S Ukkonen L Kellomaki, T (2012) Towards washable wearable antennas: A comparison of coating materials for screen-printed textile-based UHF RFID tags International Journal of Antennas and Propagation [48] Virkki J Ukkonen L Sydanheimo L Virtanen (2012) J Inkjet-printed uhf RFID tags on renewable materials, Advances in Internet of Things, vol 2, no 4, pp.79–85 [49] S M Wentworth (2005) Fundamentals of electromagnetics with engineering applications John Wiley and Sons Inc, pp 590 [50] Nguyen H A D Park S Lee J Kim B Park, J (2015) Roll-to-roll gravure printed silver patterns to guarantee printability and functionality for mass production Current Applied Physics, vol 15, no 3, pp 367–376 92 [51] A Rida, L Yang, R Vyas, and M M Tentzeris (2009) Conductive inkjet-printed antennas on flexible low-cost paper-based substrates for RFID and wsn applications IEEE Antennas and Propagation Magazine, vol 51, no 3, pp 13–23 [52] J Virtanen, J Virkki, L Sydanheimo, M Tentzeris, and L Ukkonen (2013) Automated identification of plywood using embedded inkjet-printed passive uhf RFID tags IEEE Transactions on Automation Science and Engineering, vol 10, no 3, pp 796–806 [53] Van den Bulcke J De Windt I Dhaene J Van Acker J Li, W (2015) Moisture behaviour and structural changes of plywood during outdoor exposure European Journal of Wood and Wood Products, vol 74, no 2, pp 211–221 [54] ADC Company (2019) Industrial Ceramic RFID Tag UHF0055 [Online] Available: http://www.adcrfid.com/product/industrial-ceramic-rfid-tag-25-x-9-x-3-mm/ [55] J Baker-Jarvis, M D Janezic, and D C Degroot (2010) High-frequency dielectric measurements IEEE Instrumentation Measurement Magazine, vol 13, no 2, pp 24–31 [56] B Gupta, S Sankaralingam, and S Dhar (2010) Development of wearable and implantable antennas in the last decade: A review 2010 10th Mediterranean Microwave Symposium, pp 251–267 [57] P Salonen, Y Rahmat-Samii, M Schaffrath, and M Kivikoski (2004) Effect of textile materials on wearable antenna performance: A case study of GPS antennas IEEE Antennas and Propagation Society Symposium, vol 1, pp 459–462 [58] Hou-Tong Chen et al (2016) A review of metasurfaces: physics and applications Reports on Progress in Physics [59] G Marrocco (2008) The art of UHF RFID antenna design: impedance-matching and sizereduction techniques IEEE Antennas and Propagation Magazine, vol 50, no 1, pp 66-79 [60] Grover F W (2013) Inductance Calculations: Working Formulas and Tables Courier Corporation [61] J Choo, J Ryoo, J Hong, H Jeon, C Choi,Manos M Tentzeris (2009) T-matching Networks for the Efficient Matching of Practical RFID Tags 39th European Microwave Conference [62] G Marrocco (2003) Gain-optimized self-resonant meander line antennas for RFID applications IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol 2, pp 302-305 [63] N Michishita and Y Yamada (2006) A novel impedance matching structure for a dielectric loaded 0.05 wavelength small meander line antenna 2006 IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium, pp 1347-1350 93 [64] Wonkyu Choi, H W Son, Chansoo Shin, Ji-Hoon Bae and Gilyoung Choi (2006) RFID tag antenna with a meandered dipole and inductively coupled feed 2006 IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium, pp 619-622 [65] Chihyun Cho, Hosung Choo and Ikmo Park (2006) Design of Novel RFID Tag Antennas for Metallic Objects 2006 IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium, pp 3245-3248 [66] M Hirvonen, P Pursula, K Jaakkola and K Laukkanen (2004) Planar inverted-F antenna for radio frequency identification Electronics Letters, vol 40, no 14, pp 848-850 [67] Alyani Ismail Adam R H Alhawari Anwer Sabah Mekki, Mohd Nizar Hamidon (2014) Gain enhancement of a microstrip patch antenna using a reflecting layer International Journal of Antennas and Propagation, vol 2015, pp 1–8 [68] Basari Eko Tjipto Rahardjo Taufal Hidayat, Fitri Yuli Zulkifli (2013) Bandwidth and gain enhancement of proximity coupled microstrip antenna using side parasitic patch The 2nd International Conference on Radar, Antenna, Microwave, Electronics and Telecommunications, pp 95–98 [69] Md Ruhul Amin Md Mortuza Ali Mst Nargis Aktar, Muhammad Shahin Uddin (2011) Enhanced gain and bandwidth of patch antenna using EBG substrates International Journal of Wireless & Mobile Networks (IJWMN), vol 3, no [70] R Hashim, Mothana Attiah (2018) Improvement of microstrip antenna performance on thick and high permittivity substrate with electromagnetic band gap Journal of Advanced Research in Dynamical and Control Systems, vol 10, pp 661–669 [71] Nada N Tawfeeq (2017) Size reduction and gain enhancement of a microstrip antenna using partially defected ground structure and circular/cross slots International Journal of Electrical and Computer Engineering, vol.7, pp 894–898 [72] Aris Tsolis, William Whittow, Antonis A Alexandridis and J (Yiannis) C Vardaxoglou (2014) Embroidery and Related Manufacturing Techniques for Wearable Antennas: Challenges and Opportunities Electronics Journal, vol 3, pp 314-338 [73] Ricardo Gonc¸alves Pedro Pinho Rita Salvado, Caroline Loss (2012) Textile materials for the design of wearable antennas: A survey Sensors Journal, vol 12, pp.15841–15857 [74] T Maleszka and P Kabacik, (2010) Bandwidth properties of embroidered loop antenna for wearable applications The 3rd European Wireless Technology Conference, pp 89-92 [75] Falguni Raval, Sweety Purohit (2014) Wearable textile patch antenna using jeans as substrate at 2.45 GHz International Journal of Engineering Research & Technology, vol 3, pp 2456–2460 94 [76] S Zhang et al., (2012) Embroidered wearable antennas using conductive threads with different stitch spacings Loughborough Antennas & Propagation Conference (LAPC), pp 1-4 [77] Ilda Kazani1a, Maria Lucia Scarpello, Carla Hertleer, Hendrik Rogier, Gilbert De Mey, Genti Guxho, Lieva Van Langenhove1g (2013) Washable screen printed textile antennas Advances in Science and Technology, vol 80, pp 118-122 [78] R Garg, P Bhatia, I Bahl, and A Ittipiboon (2001) Microstrip Antenna Design Handbook, Artech House [79] Sanmau Company (2019) Kevlar fabric [Online] Available: https://www.sanmau.net/products/kevlar-fabric/ [80] H A Rahim (2012) Effect of different substrate materials on a wearable textile monopole antenna 2012 IEEE Symposium on Wireless Technology and Applications (ISWTA), pp 245-247 [81] Cobeado (2019) Copper wire [Online] Available: https://www.dobeado.com/copper-wire0-4mm-50g [82] M Rizwan, Y Rahmat-Samii and L Ukkonen (2015) Circularly polarized textile antenna for 2.45 GHz, 2015 IEEE MTT-S International Microwave Workshop Series on RF and Wireless Technologies for Biomedical and Healthcare Applications (IMWS-BIO), pp 2122 [83] Hammad Khan, Ali Nasir, Umar Bin Mumtaz, Sadiq Ullah, Syed Ahson Ali Shah, Muhammad Fawad Khan, Usman Ali, Design and Analysis of a Wearable Monopole Antenna on Jeans Substrate for RFID Applications, Wireless and Microwave Technologies, vol 6, pp 24-35, 2016 [84] Doan Thi Ngoc Hien, Nguyen Van Khang, Dao Ngoc Chien (2016) A textile antenna for wearable applications using RFID technology International Conference on Ubiquitous Information Management and Communication [85] Doan Thi Ngoc Hien, Nguyen Van Khang, Dao Ngoc Chien (2017) A textile RFID antenna for wearable applications Journal of Science and Technology Technical Universities [86] H H Tran, S X Ta, and I Park (2015) A compact circularly polarized crossed-dipole antenna for an RFID tag IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol 14, pp 674–677 [87] NXP Company (2019) UCODE G2XM Datasheet [Online] Available: https://www.nxp.com/docs/en/data-sheet/SL3ICS1002_1202.pdf [88] S F Lam V Pillai P V Nikitin, K V S Rao, R Martinez, and H Heinrich (2005) Power reflection coefficient analysis for complex impedances in RFID tag design IEEE 95 Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol 53, no 9, pp 2721–2725, Sep 2005 [89] D F Sievenpiper, (1999) High-Impedance Electromagnetic Surfaces Ph.D Dissertation, University of California, Los Angeles [90] A P Feresidis, G Goussetis, Shenhong Wang, and J C Vardaxoglou (2005) Artificial magnetic conductor surfaces and their application to low-profile high-gain planar antennas IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol 53, no 1, pp.209–215 [91] M Mantash and A Tarot (2016) On the bandwidth and geometry of dual-band amc structure., 2016 10th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP), pp 1– [92] H Mosallaei and K Sarabandi (2004) Antenna miniaturization and bandwidth enhancement using a reactive impedance substrate IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol 52, no 9, pp 2403–2414 [93] W R Smythe (1968) Static and Dynamic Electricity, New York: McGrawHill [94] H B Dwight (1961) Tables of Integrals and other Mathematical Dat., New York: Macmillan [95] C Chiu and J H Hong (2017) Circularly polarized tag antenna on an AMC substrate for wearable uhf RFID applications 2017 IEEE-APS Topical Conference on Antennas and Propagation in Wireless Communications (APWC), pp 71–74 [96] D Kim and J Yeo (2012) Dual-band long-range passive RFID tag antenna using an AMC ground plane IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol 60, no 6, pp 2620– 2626 [97] S R Bhadra Chaudhuri G Samanta (2018) Design of a compact CP antenna with enhanced bandwidth using a novel hexagonal ring based reactive impedance substrate Progress In Electromagnetics Research M, vol 69, pp 115–125 [98] S X Ta, I Park, and R W Ziolkowski (2015) Crossed dipole antennas: A review IEEE Antennas and Propagation Magazine, vol 57, no 5, pp.107–122 [99] F.Costa, O Luukkonen, C R Simovski, A Monorchio, S A Tretyakov, and P M.de Maagt (2011) TE surface wave resonances on high-impedance surface based antennas: Analysis and modeling IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol 59, no 10, pp 3588–3596 [100] JADAK A Novanta Company (2019) ThingMagic M6e UHF RFID [Online] Available:https://www.jadaktech.com/products/RFID/embedded-uhf-RFIDreaders/mercury6e-m6e/ 96 [101] Atlas RFID Store (2019) MT-242025/TRH/A/A Reader Antenna [Online] Available: https://RFID.atlasRFIDstore.com/hubfs/1_Tech_Spec_Sheets/MTI/ATLAS_MTI_MT242025.pdf [102] Xumin Ding, Shengying Liu, Kuang Zhang, Qun Wu (2014) A Broadband Anti-metal RFID Tag With AMC Ground 3rd Asia-Pacific Conference on Antennas and Propagation, pp 647-649 [103] C Chiu and J H Hong (2017) Circularly polarized tag antenna on an AMC substrate for wearable UHF RFID applications 2017 IEEE-APS Topical Conference on Antennas and Propagation in Wireless Communications (APWC), pp 71-74 [104] T Annandarajah, T H Tan, E E Hussin and M Abu (2015) Design and simulation of RFID tag with artificial magnetic conductor at 0.92 GHz for green projects 2015 International Conference on Communications, Management and Telecommunications (ComManTel), pp 210-213 [105] Doan Thi Ngoc Hien, Ta Son Xuat, Nguyen Van Khang, Nguyen Khac Kiem, Dao Ngoc Chien (2019) Low-Profile, Dual-Band, Unidirectional RFID Tag Antenna Using Metasurface Progress In Electromagnetics Research Journals, vol 93, pp 131-141 [106] Doan Thi Ngoc Hien, Nguyen Van Khang, Dao Ngoc Chien (2017) A low-cost compact RFID tag antenna for toll-gate The University of Danang Journal of Science and Technology, pp 12-15 97 ... cấu trúc dệt dạng chữ dành cho thẻ thụ động RFID SHF • Anten sử dụng bề mặt dẫn từ nhân tạo dành cho thẻ thụ động RFID UHF Phạm vi nghiên cứu • Anten sử dụng cấu trúc dệt bề mặt dẫn từ nhân tạo. .. thẻ RFID • Chương 3: Thiết kế anten thẻ RFID hai băng tần độ định hướng cao sử dụng bề mặt dẫn từ nhân tạo Chương đề xuất giải pháp sử dụng bề mặt dẫn từ nhân tạo việc thiết kế anten thẻ RFID. ..BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐOÀN THỊ NGỌC HIỀN NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ ANTEN RFID THỤ ĐỘNG SỬ DỤNG CẤU TRÚC DỆT VÀ BỀ MẶT DẪN TỪ NHÂN TẠO Ngành: Kỹ thuật viễn