基于Cesaro分形的无芯片RFID标签射频谐振器的自动化设计与小型化

《IEEE Latin America Transactions》：Automated Design and Miniaturization of RF Resonators Based on the Cesaro Fractal for Chipless RFID Tags

　　本文提出了一种基于改进凯撒罗分形的新型谐振器设计和微缩化的自动化方法。该谐振器通过集成HFSS电磁仿真器的Python脚本生成，为无源芯片式RFID标签提供了一种比传统方形回路谐振器更为紧凑的替代方案。所提方法的一个关键优势在于能够迭代微缩化结构，从而显著减小标签的占用面积。凯撒罗分形是冯·科赫曲线的可适应性衍生形式，本文将传统上固定的60度变形角作为可调参数进行探索。这种灵活性使得谐振器能够在目标频率下实现精确的几何优化。该方法论涵盖了对手角和分形阶数等分形参数的理论分析，以及基于脚本的几何生成、全波电磁仿真、器件制造，以及通过仿真结果与实测结果的对比进行实验验证。凯撒罗分形的应用不仅因其固有的微缩能力而得到证实，还因其对谐振频率的精细控制能力而得到认可。我们证明，通过改变结构周长，可以在不引起谐振器面积不必要增加的情况下精确调节谐振频率。当谐振器处于失谐状态时，不会发生能量耦合，从而在输出端口产生高信号电平，对应于逻辑1状态，这对于无源芯片式RFID编码至关重要。实验结果证实了凯撒罗分形作为传统方形回路谐振器可行替代方案的效率，突显了其在紧凑型、高性能RFID系统中的潜力。