一种基于神经网络空间映射的超高频RFID天线增益建模方法技术

技术编号:20242648 阅读:32 留言:0更新日期:2019-01-29 23:25
本发明专利技术属于射频通信技术领域,涉及一种基于神经网络空间映射的超高频RFID天线增益特征估计方法。该方法以获取高精度的阅读器天线的增益模型和标签天线的增益模型为目的,依据天线的结构特征,借助电磁仿真软件生成天线的增益特征数据,并依据该数据建立细模型。同时,根据已知典型天线的理论增益表达式建立粗模型,通过神经网络空间映射技术建立天线方向性参数与增益之间带有未知权重的非线性关系函数,采用典型粒子群算法搭建寻优模型,从而得到准确天线增益表达式。本发明专利技术提出的方法具有成本低、易实现、精确度高和易推广的优点,因此本发明专利技术提出的建模方法在实际应用和理论研究方面都具有极大的现实意义。

【技术实现步骤摘要】
一种基于神经网络空间映射的超高频RFID天线增益建模方法
本专利技术属于射频通信
,涉及一种基于神经网络空间映射的超高频RFID天线增益建模方法。
技术介绍
近年来,超高频RFID技术凭借其非接触、非视距、高精度、寿命长以及低成本的优势被广泛应用于物流和供应链管理、动物和车辆识别、馆藏盘点、自动收费和生产制造等各个领域。截至2017年底,超高频RFID产品的全球市场规模已超过50亿美元,超高频RFID技术已被业界公认为本世纪最有前途的情景感知技术之一。典型的超高频RFID系统由电子标签、阅读器和中间件三个部分组成。为了成功识别电子标签,需要满足两个条件:在前向链路中,标签的收信功率必须不小于标签灵敏度阈值;在后向链路中,阅读器的收信功率必须不小于阅读器灵敏度阈值。需指出,阅读器天线的增益特征和标签天线的增益特征直接影响标签的收信功率和阅读器的收信功率,并最终影响标签能够被成功识别。随着超高频RFID技术的快速发展,阅读器天线和标签天线的结构越来越多样和复杂,致使精确评估天线的增益特征的难度不断加大。国际上通常采用三天线外推法完成天线增益特征的估计,但该方法的性能依赖于测量设备的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于神经网络空间映射的超高频RFID天线增益建模方法,包括下列步骤:步骤1:结合超高频RFID系统的工作原理及系统组成,选取阅读器天线增益和标签天线增益作为建模对象,以精确构建基于方向性参数的天线增益表达式

【技术特征摘要】
1.一种基于神经网络空间映射的超高频RFID天线增益建模方法,包括下列步骤:步骤1:结合超高频RFID系统的工作原理及系统组成,选取阅读器天线增益和标签天线增益作为建模对象,以精确构建基于方向性参数的天线增益表达式为建模目标,其中G表示天线增益,f表示函数关系,表示方向性参量,θ表示天线增益方向图的俯仰角,表示天线增益方向图的方位角;步骤2:使用精确的数据进而构建细模型是神经网络空间映射算法的核心内容,鉴于采用实际测量系统获得超高频RFID天线的增益方向图数据存在较大困难,本发明使用电磁仿真软件——高频结构仿真器(HighFrequencyStructureSimulator,HFSS)绘制超高频RFID天线结构模型,进行仿真运算得到天线增益方向图三维数据,进行数据处理操作,并以处理后的天线增益方向图三维数据构建阅读器天线增益的细模型和标签天线增益的细模型,在细模型中建立方向性参数与天线增益值之间的列表查询关系,对于标签天线增益和阅读器天线增益,上述列表查询关系可以分别表示为和步骤3:基于神经网络空间映射技术的要求和超高频RFID系统的实际应用方式,以标准半波偶极子天线的增益特征为基础构建标签天线增益的粗模型,以标准微带天线的增益特征为基础构建阅读器天线增益的粗模型,依据经典电磁学理论和微积分近似求解方法,分别获得标签天线增益的粗模型表达式和阅读器天线增益的粗模型表达式分别为其中α为尺度调节因子;步骤4:以细模型中的方向性参数作为输入量以粗模型中的方向性参数作为输出量建立基于多层感知器的神经网络空间映射关系其中,x1,x2,x3,...x17为未知权重;步骤5:构建标签天线增益的求解模型和阅读器天线增益的求解模型分别有即对于任...

【专利技术属性】
技术研发人员:史伟光郜俊超赵靖
申请(专利权)人:天津工业大学天津维思创通科技有限公司
类型:发明
国别省市:天津,12

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