Browsing by Author "Hirvonen, Mervi"

Now showing 1 - 3 of 3
  • No Thumbnail Available
    Item
    Antennas for radio frequency identification and wireless sensors
    (2006) Hirvonen, Mervi; Viitanen, Ari; Sähkö- ja tietoliikennetekniikan osasto; Teknillinen korkeakoulu; Helsinki University of Technology; Tretyakov, Sergei
  • No Thumbnail Available
    Item
    Performance enhancement of small antennas and applications in RFID
    (VTT Technical Research Centre of Finland, 2008-10-07) Hirvonen, Mervi; Faculty of Electronics, Communications and Automation; Elektroniikan, tietoliikenteen ja automaation tiedekunta
    The focus of this thesis is on the performance enhancement of small antennas and design and verification of antennas for radio frequency identification (RFID) and wireless sensors. The work is presented in eight scientific papers and in a summary, which introduces relevant fundamental concepts and previous work done in the field of small antennas. Previously, several performance enhancement methods have been proposed to improve the antenna performance especially in mobile communication applications. However, solutions for the fundamental small antenna problem, high reactive energy and low radiation resistance, which in practice lead to narrowband and low efficiency operation, are rarely provided. In this thesis, alternative methods to alleviate the high reactive energy and low radiation resistance like material loading, non-Foster tuning and multi-port loading are discussed. Also, lately antennas for RFID and wireless sensor applications have gained growing interest. However, several characteristic design features exist for these antennas. Especially, the concept of platform insensitivity is essential and discussed in detail. Also, antenna designs and dual-band tuning technique applicable to RFID antennas are presented. In addition, wireless measurement techniques for RFID antenna verification are reported.
  • No Thumbnail Available
    Item
    Small antennas for radio frequency identification applications
    (2004) Hirvonen, Mervi; Laukkanen, Kalevi; Sähkö- ja tietoliikennetekniikan osasto; Teknillinen korkeakoulu; Helsinki University of Technology; Tretyakov, Sergei
    Tässä diplomityössä kehitettiin RFID-käyttöön sopiva antenniratkaisu. RFID-käytössä antennilta vaaditaan monia haastavia ominaisuuksia, kuten pientä kokoa, edullista hintaa sekä korkeaa hyötysuhdetta. Lisäksi antennin impedanssi on sovitettava suoraan RFID-mikropiirin impedanssiin. Impedanssitaso poikkeaa näin tyypillisestä 50 OMEGA:n tapauksesta, ja sovituksen on kestettävä eri ympäristöissä systeemin toiminnan ylläpitämiseksi. Koska RFID-sovelluksissa antenni kiinnitetään suoraan erilaisiin esineisiin, täytyy impedanssin olla epäherkkä erilaisten kiinnitysalustojen vaikutuksille. Tästä muodostui työn haasteellisin osio. Aluksi RFID:n toimintaympäristöä, systeemiä ja antenneja analysoitiin. Seuraavaksi teoriaa eri kiinnitysalustojen vaikutuksista käytiin läpi. PIFA-rakenne valittiin kehiteltävien ratkaisujen perustaksi. Näin ollen teoriaa, säteilyominaisuuksia, impedanssia, hyötysuhdetta sekä kaistanleveyttä tutkittiin tarkasti. Antennisuunnitteluosiossa viisi erilaista PIFA-varianttia esiteltiin. Antennin korkeuden, häviöiden tason, oikosulun leveyden sekä dielektrin vaikutuksia simuloitiin. Jokaisella variantilla oli hyvät ja huonot puolensa. Kuitenkin, käyttämällä hyvin matalaa rakennetta, melko leveää oikosulkua ja teflon substraattia, antennimalli, jolla on riittävät hyötysuhde-, koko- ja epäherkkyysominaisuudet löydettiin. Kiinnitysalustan vaikutuksia tutkitiin tarkasti jokaisen variantin tapauksessa. Huomattiin, että kaistanleveyden ja takasäteilyn lisäksi PIFA:n säteilylähde näyttäisi olevan tärkeässä asemassa. Näyttää siltä, että magneettisen dipolin säteily johtaa epäherkempään impedanssikäyttäytymiseen kuin sähköisen dipolin säteily. Magneettisen dipolin säteily saadaan dominoivaksi antennin ollessa matalaprofiilinen ja oikosulun ollessa leveä. Varianteista kolme rakennettiin ja niiden impedanssit mitattiin. Mittaukset korreloivat hyvin simuloitujen tulosten kanssa. Paras varianteista mitattiin myös käytännönläheisemmässä tilanteessa, jossa mikropiiri oli kiinnitettynä antenniin. Vaadittuun neljän metrin lukuetäisyyteen päästiin eri ympäristöissä.