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

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan rằng các kết quả khoa học được trình bày trong luận án này là thành
quả nghiên cứu của bản thân tôi trong suốt thời gian làm nghiên cứu sinh và chưa từng xuất
hiện trong công bố của các tác giả khác. Các kết quả đạt được là chính xác và 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, tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc tới PGS.TS. Nguyễn Văn Khang và đặc biệt
là PGS.TS. Đào Ngọc Chiến đã trực tiếp hướng dẫn, định hướng khoa học, dành nhiều thời
gian hỗ trợ tôi về mọi mặt để hoàn thành luận án này.
Tác giả chân thành cảm ơn Viện nghiên cứu quốc tế MICA, trường Đại học Bách Khoa
Hà Nội đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tác giả được tập trung nghiên cứu trong thời gian
qua. Chân thành cảm ơn Bộ môn Điện tử hàng không vũ trụ, Viện Điện tử Viễn thông, Phòng
Đào tạo- Bộ phận Đào tạo sau Đại học, trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã tạo mọi điều
kiện thuận lợi cho nghiên cứu sinh trong suốt quá trình nghiên cứu, học tập và thực hiện luận
án. Xin chân thành cảm ơn sự quan tâm, giúp đỡ, động viên của các đồng nghiệp, các thành
viên phòng thí nghiệm CRD lab – Viện Điện tử Viễn thông đã dành cho tôi.
Đồng thời, tôi xin gửi lời cảm ơn phòng thí nghiệm đo lường, Viện Điện tử - Viễn thông
đã tạo điều kiện giúp đỡ trong quá trình đo đạc mô hình chế tạo thực nghiệm.
Cuối cùng, tôi xin dành tất cả sự yêu thương và lời cảm ơn đến các thành viên trong gia
đình, những người đã luôn động viên, giúp đỡ tôi rất nhiều trong thời gian vừa qua. Đây
chính là động lực to lớn giúp tôi vượt qua khó khăn và hoàn thành luận án này.
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
DANHMỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . vi
DANH SÁCH BẢNG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . vii
DANH SÁCH HÌNH VẼ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . viii
MỞ ĐẦU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Chương 1. ANTEN RFID 7
1.1 Công nghệ RFID . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.1.1 Hệ thống RFID trường gần . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.1.2 Hệ thống RFID trường xa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.2 Thẻ RFID . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.3 Các tham số chính của anten thẻ RFID . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.3.1 Trở kháng đầu vào của anten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.3.2 Băng thông . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.3.3 Hệ số định hướng của anten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.3.4 Hệ số tăng ích của anten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.3.5 Hiệu suất bức xạ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.3.6 Phân cực . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.3.7 Khoảng đọc của anten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.4 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 các tông và giấy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.4.1.3 Gỗ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.4.1.4 Ván ép . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.4.1.5 Gốm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.4.2 Vật liệu tiên tiến . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.4.2.1 Vải cách điện . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.4.2.2 Siêu vật liệu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
1.5 Phối hợp trở kháng giữa anten và chip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
1.5.1 Kỹ thuật phối hợp trở kháng sử dụng vòng ghép điện cảm . . . . . . 21
iii
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 nhau . . . . . . . . 26
1.6 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 thuần kháng dung . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
1.7 Các kỹ thuật cải thiện hệ số tăng ích và độ định hướng của anten thẻ RFID . 31
1.7.1 Phương pháp sử dụng bề mặt phản xạ . . . . . . . . . . . . . . . . 31
1.7.2 Phương pháp sử dụng tấm 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 không hoàn hảo . . . 33
1.8 Kết luận chương 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Chương 2. THIẾT KẾ ANTEN THẺ RFID TÍCH HỢP ĐƯỢC SỬ DỤNG CẤU TRÚC
DỆT 36
2.1 Giới thiệu chương . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
2.2 Anten có thể tích hợp được . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
2.3 Vật liệu đế điện môi của anten có thể tích hợp được . . . . . . . . . . . . . 36
2.4 Các kỹ thuật chế tạo anten có thể tích hợp được . . . . . . . . . . . . . . . 37
2.4.1 Anten có thể tích hợp được dạng cứng . . . . . . . . . . . . . . . . 38
2.4.2 Anten có thể tích hợp được dạng mềm dẻo . . . . . . . . . . . . . . 38
2.5 Các bước thiết kế anten thẻ RFID có thể tích hợp được . . . . . . . . . . . 39
2.6 Cấu trúc và đặc tính của anten thẻ RFID có thể tích hợp được đề xuất . . . . 39
2.6.1 Lựa chọn vật liệu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
2.6.2 Tính toán các tham số kích thước của anten . . . . . . . . . . . . . 40
2.6.3 Cấu trúc anten đề xuất . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
2.6.4 Kết quả mô phỏng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
2.6.5 Đánh giá ảnh hưởng của vật liệu đến đặc tính của anten . . . . . . . 45
2.6.5.1 Độ dày của đế vải . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
2.6.5.2 Hệ số điện môi của đế vải . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
2.6.5.3 Đường kính sợi dây đồng . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
2.6.6 Thực nghiệm và đo đạc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
2.7 Kết luận chương 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
Chương 3. THIẾT KẾ ANTEN THẺ RFID HAI BĂNG TẦN, ĐỘ ĐỊNH HƯỚNG CAO
SỬ DỤNG BỀ MẶT DẪN TỪ NHÂN TẠO 52
iv
3.1 Giới thiệu chương . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
3.2 Thiết kế anten lưỡng cực đơn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
3.3 Cấu trúc AMC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
3.3.1 Nguyên lý hoạt động của cấu trúc AMC . . . . . . . . . . . . . . . 56
3.3.2 Thiết kế cấu trúc AMC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
3.3.2.1 Cấu trúc AMC hình vuông . . . . . . . . . . . . . . . . 61
3.3.2.2 Cấu trúc AMC một khe . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
3.3.2.3 Cấu trúc ba khe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
3.3.3 Khảo sát đặc tính của cấu trúc AMC ba khe . . . . . . . . . . . . . 67
3.4 Cấu trúc và các đặc tính của anten đề xuất . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
3.4.1 Cấu trúc của anten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
3.4.2 Khảo sát đặc tính của bề mặt dẫn từ nhân tạo . . . . . . . . . . . . 73
3.4.3 Khảo sát đặc tính của mạng phối hợp trở kháng chữ T . . . . . . . . 75
3.4.4 Cơ chế hoạt động hai băng tần . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
3.5 Thực nghiệm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
3.6 Kết luận chương 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
KẾT LUẬN CHUNG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
DANHMỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN . . . . . . . . . 90
TÀI LIỆU THAM KHẢO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
v
DANHMỤC 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 Công nghệ mô phỏng bằng máy tính
DC Direct Current Dòng điện một chiều
DGS Defected Ground Structure Cấu trúc mặt phẳng đất không hoàn 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 một phần
vi
DANH SÁCH BẢNG
1.1 Các quy định về dải tần và băng thông của hệ thống RFID UHF tại một số
khu vực trên thế giới . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.2 Các thông số của anten sử dụng mặt phản xạ . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
1.3 Các thông số của anten sử dụng cấu trúc EBG . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2.1 Bảng các tham số đặc tính của các loại đế điện môi cho anten có thể tích hợp 37
2.2 Bảng các tham số kích thước của anten dệt đề xuất (mm) . . . . . . . . . . 43
2.3 So sánh kết quả mô phỏng của anten đề xuất với một số anten đã công bố . 51
3.1 Bảng các tham số kích thước của anten lưỡng cực (mm) . . . . . . . . . . . 53
3.2 Các tham số kích thước của cấu trúc phần tử AMC hình vuông (mm) . . . 61
3.3 Các tham số kích thước của cấu trúc phần tử AMC một khe (mm) . . . . . 64
3.4 Các tham số kích thước của cấu trúc phần tử AMC ba khe (mm) . . . . . . 66
3.5 Bảng các tham số kích thước của anten đề xuất (mm) . . . . . . . . . . . . 71
3.6 Bảng các giá trị khoảng đọc tối đa đo được (m) . . . . . . . . . . . . . . . 85
3.7 So sánh kết quả mô phỏng của anten đề xuất với một số anten đã công bố . 86
vii
DANH SÁCH HÌNH VẼ
1.1 Hệ thống RFID . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.2 Mô hình mạch điện phối hợp trở kháng giữa anten và chip . . . . . . . . . . 9
1.3 Thẻ RFID Avery Dennison AD-301R6-P bằng giấy . . . . . . . . . . . . . 14
1.4 Thẻ RFID UHF0055 bằng gốm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.5 Gradient của bước nhảy pha giao thoa dφ/dr tạo ra vec tơ sóng trên bề mặt
có thể bẻ cong ánh sáng truyền và phản xạ theo các hướng tùy ý . . . . . . 18
1.6 Anten dipole với mạng phối hợp trở kháng vòng ghép hỗ cảm: (a) Cấu trúc
anten, (b) Mô hình mạch điện tương đương [1] . . . . . . . . . . . . . . . . 22
1.7 (a) Mô hình mạch điện tương đương của vòng tiếp điện, (b) Mô hình tự cảm
LL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.8 Mô hình tính độ tự cảm tương hỗ của hai dây dẫn song song . . . . . . . . 24
1.9 Anten dipole với mạng phối hợp trở kháng chữ T: (a) Cấu trúc anten, (b) Mô
hình mạch điện tương đương . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
1.10 Anten lưỡng cực với mạng phối hợp trở kháng khe lồng nhau: (a) Hình chiều
đứng của anten, (b) Hình chiếu bằng của anten (c) Mô hình mạch điện tương
đương . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
1.11 Cấu trúc anten lưỡng cực sử dụng kỹ thuật uốn gấp khúc . . . . . . . . . . 28
1.12 Một số cấu trúc anten thẻ RFID lưỡng cực sử dụng kỹ thuật uốn gấp khúc để
giảm nhỏ kích thước anten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
1.13 Anten PIFA có tấm phát xạ hình vuông . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
1.14 Anten lưỡng cực với tải thuần dung kháng mắc ở đầu cuối . . . . . . . . . . 30
1.15 Anten sử dụng mặt phẳng phản xạ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
1.16 Cấu trúc thiết kế của anten sử dụng tấm patch ký sinh . . . . . . . . . . . . 32
1.17 Cấu trúc chắn dải điện từ có dạng hình nấm . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
1.18 Mô hình mạch cộng hưởng LC của cấu trúc EBG . . . . . . . . . . . . . . 33
1.19 Anten sử dụng cấu trúc chắn dải điện từ có dạng hình nấm . . . . . . . . . 33
1.20 Mặt trước và mặt sau của anten có cấu trúc mặt phẳng đất không hoàn hảo . 34
1.21 Đồ thị phương hướng bức xạ củ anten truyền thống và anten có cấu trúc DGS
có cùng kích thước . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
2.1 Anten có thể tích hợp được sử dụng băng đồng gắn lên đế vải . . . . . . . . 38
2.2 Các bước thiết kế anten thẻ RFID . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
viii
2.3 Cấu trúc hình học của anten lưỡng cực vi dải: (a) Hình chiếu bằng, (b) Hình
chiếu đứng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
2.4 Cấu trúc hình học của anten dệt được đề xuất: (a) Mặt trước của anten, (b)
Mặt sau của anten, (c) Hình chiếu đứng của anten . . . . . . . . . . . . . . 42
2.5 Hệ số phản xạ của anten dệt đề xuất . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
2.6 Hệ số tăng ích của anten dệt đề xuất . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
2.7 Đồ thị bức xạ phương hướng của anten dệt đề xuất: (a) Mặt phẳng E, (b) Mặt
phẳng H . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
2.8 Mật độ phân bố dòng điện mặt của anten dệt đề xuất . . . . . . . . . . . . 45
2.9 Đồ thị bức xạ 3D của anten dệt đề xuất . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
2.10 Hệ số phản xạ của anten với đế điện môi có độ dày khác nhau . . . . . . . . 46
2.11 Hệ số tăng ích của anten với đế điện môi có độ dày khác nhau . . . . . . . . 46
2.12 Hệ số phản xạ của anten với các loại đế vải khác nhau . . . . . . . . . . . . 47
2.13 Hệ số tăng ích của anten với các loại đế vải khác nhau . . . . . . . . . . . . 47
2.14 Hệ số phản xạ của anten với sợi đồng có đường kính khác nhau . . . . . . . 48
2.15 Hệ số tăng ích của anten với sợi đồng có đường kính khác nhau . . . . . . . 49
2.16 Mẫu anten chế tạo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
2.17 Thí nghiệm đo hệ số phản xạ của anten dệt đề xuất: (a) Hệ thống đo đạc, (b)
Màn hình hiện thị kết quả đo hệ số phản xạ . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
2.18 Hệ số phản xạ của anten dệt đề xuất . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
3.1 Cấu trúc hình học anten lưỡng cực với tải thuần dung kháng mắc ở đầu cuối
chưa có mạng phối hợp trở kháng chữ T . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
 ... D ứng dụng trong quản lý nhân sự. Luận văn thạc sĩ, Trường Đại học Bách khoa Hà 
Nội. 
[29] Lê Công Cường (2011) Thiết kế mô phỏng và 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 và mô phỏng anten RFID. Luận văn thạc sĩ, 
Trường Đại học Công nghệ, Đại học quốc gia Hà Nội. 
[31] Phan Đăng Huân (2014) Nghiên cứu và 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. 
94 
[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 và kỹ thuật anten. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, 2007. 
[43] RFID4u (2019) Basics – RFID Regulations. [Online]. Available: https://rfid4u.com/rfid-
basics-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. 
95 
[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: 
[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 size-
reduction 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. 
96 
[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 2
nd
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. 1. 
[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. 
97 
[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-wire-
0-4mm-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. 21-
22. 
[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 
98 
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–
4. 
[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-RFID-
readers/mercury6e-m6e/. 
99 
[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_MT-
242025.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.