專利名稱：射頻識別標(biāo)簽?zāi)M器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種射頻識別標(biāo)簽?zāi)M器。
背景技術(shù)：
隨著社會現(xiàn)代化進(jìn)程的推進(jìn)，信息技術(shù)正迅速改變著人們的生活。目前，自動識別技術(shù)已經(jīng)在貨物銷售、物流分配、商品流通和生產(chǎn)制造等諸多領(lǐng)域得到了快速的普及和應(yīng)用，初步形成了一個包括條碼技術(shù)、磁卡技術(shù)等集計(jì)算機(jī)、電子、通信技術(shù)為一體的高新技術(shù)學(xué)科。對于上述條碼技術(shù)，雖然其條形碼制作、使用比較便宜，但是存在儲存能力小且不能改寫的問題。而在磁卡技術(shù)中，一般采用具有觸點(diǎn)排的IC卡(如電話IC卡、銀行卡等)， 在很多情況下，這種機(jī)械觸點(diǎn)的接通是不可靠的。針對上述技術(shù)的不足，出現(xiàn)了非接觸的識別系統(tǒng)——射頻識別系統(tǒng)(RFID-fcidio Frequency Identification)。RFID是一種利用無線電波對紀(jì)錄媒體進(jìn)行讀寫，將射頻技術(shù)與IC卡技術(shù)相結(jié)合，并可用于遠(yuǎn)距離、動目標(biāo)、無線識別的技術(shù)。目前，在RFID中，最常使用的超高頻標(biāo)簽是無源形式的，其芯片電路的供電是來自與其對應(yīng)使用的閱讀器的天線發(fā)射的電磁波能量。標(biāo)簽向閱讀器傳遞的信號是通過其自身芯片和天線之間的阻抗匹配與否來實(shí)現(xiàn)的，即阻抗匹配吸收能量，阻抗失配反射能量，這樣芯片就可以根據(jù)阻抗匹配和失配來反射不同強(qiáng)度的閱讀器入射能量來向閱讀器傳遞信號。因此，對于無源標(biāo)簽來說，其阻抗匹配與否及閱讀器的接收靈敏度決定了標(biāo)簽的通信性能。由此來說，對標(biāo)簽處于不同阻抗匹配狀態(tài)下的標(biāo)簽讀取能力是閱讀器的關(guān)鍵性能之一。隨著FRID硬件技術(shù)的成熟及FRID應(yīng)用的普及，各生產(chǎn)廠商及科研機(jī)構(gòu)競相加入到FRID閱讀器的研究及開發(fā)當(dāng)中。隨著FRID閱讀器的研發(fā)，用來對FRID閱讀器進(jìn)行測試的標(biāo)簽?zāi)M器同樣也在相應(yīng)的開發(fā)中。目前，對標(biāo)簽?zāi)M器的研發(fā)主要集中在標(biāo)簽的協(xié)議上，此類標(biāo)簽?zāi)M器的模擬天線和芯片之間的阻抗匹配多數(shù)采用阻抗良好匹配和阻抗完全失配的調(diào)制形式來實(shí)現(xiàn)，其主要是用來分析閱讀器是否滿足協(xié)議的需要。而對于實(shí)際的標(biāo)簽，其天線和芯片是通過倒扣或鍵合的形式封裝在一起的，封裝完成后標(biāo)簽的阻抗匹配狀況就固定下來，且在工作的時候是很難完全的阻抗匹配的，一般介于阻抗良好匹配與阻抗完全失配之間?？梢?，現(xiàn)有的標(biāo)簽?zāi)M器不能用于檢測標(biāo)簽介于阻抗良好匹配與阻抗完全失配之間時，閱讀器的讀取能力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種射頻識別標(biāo)簽?zāi)M器，在進(jìn)行閱讀器測試時，可以控制模擬的射頻識別標(biāo)簽的天線與芯片之間的阻抗匹配狀態(tài)。本發(fā)明提供一種射頻識別標(biāo)簽?zāi)M器，包括基帶處理單元和射頻模擬單元，所述射頻模擬單元，包括阻抗匹配模塊，模擬射頻識別標(biāo)簽的天線與芯片之間的阻抗良好匹配、阻抗完全失配及介于阻抗良好匹配與阻抗完全失配之間的阻抗匹配狀態(tài)；射頻接收模塊，接收并解調(diào)待測閱讀器的通信數(shù)據(jù)；所述基帶處理單元解碼射頻接收模塊通信數(shù)據(jù)，并控制所述阻抗匹配模塊的阻抗匹配狀態(tài)。如上所述的射頻識別標(biāo)簽?zāi)M器，其中，所述阻抗匹配模塊包括串聯(lián)的電感、壓控電容和電子選擇開關(guān)，所述電子選擇開關(guān)的各條支路均串聯(lián)有電阻，各所述電阻之間相互并聯(lián)。如上所述的射頻識別標(biāo)簽?zāi)M器，其中，所述阻抗匹配模塊包括串聯(lián)的電感和電子選擇開關(guān)，所述電子選擇開關(guān)的各條支路均串聯(lián)有電阻，各所述電阻之間相互并聯(lián)；所述電子選擇開關(guān)與所述電阻組成的串聯(lián)支路上并聯(lián)有壓控電容。如上所述的射頻識別標(biāo)簽?zāi)M器，其中，所述基帶處理單元包括電連接的通信接口和現(xiàn)場可編程門陣列；所述現(xiàn)場可編程門陣列通過通信接口用于與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，并按照計(jì)算機(jī)定義的阻抗匹配狀態(tài)對入射載波進(jìn)行負(fù)載調(diào)制。如上所述的射頻識別標(biāo)簽?zāi)M器，其中，所述現(xiàn)場可編程門陣列與所述阻抗匹配模塊電連接，用來控制所述電子選擇開關(guān)的選通和壓控電容兩端的電壓值。本發(fā)明提供的射頻識別標(biāo)簽?zāi)M器，通過調(diào)節(jié)模擬的天線與芯片之間的阻抗匹配狀況，使其可以工作在阻抗良好匹配與不良甚至阻抗完全失配之間，并來測試此時閱讀器的讀取能力。


附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明的實(shí)施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中圖1是本發(fā)明射頻識別標(biāo)簽?zāi)M器的系統(tǒng)原理圖；圖2是本發(fā)明射頻識別標(biāo)簽?zāi)M器實(shí)施例1的阻抗匹配模塊電路圖；圖3是本發(fā)明射頻識別標(biāo)簽?zāi)M器實(shí)施例2的阻抗匹配模塊電路圖。附圖標(biāo)記1-基帶單元；2-射頻模擬單元；4-射頻開關(guān)；5-實(shí)部；7-數(shù)模轉(zhuǎn)換；8-解調(diào)電路；10-DSP微處理器；11-通信接口 ；13-壓控電容；14-電子選擇開關(guān)；16-射頻接收模塊；隊(duì) 隊(duì)。-電阻。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。如圖1所示，本發(fā)明射頻識別標(biāo)簽?zāi)M器的系統(tǒng)原理圖，其由兩大部分組成，包括
3-低壓差線性穩(wěn)壓器； 6-虛部；
9-現(xiàn)場可編程門陣列；
12-電感；
15-阻抗匹配模塊；基帶單元1和射頻模擬單元2。射頻模擬單元2，包括阻抗匹配模塊15和射頻接收模塊16， 阻抗匹配模塊15用來模擬射頻識別標(biāo)簽的天線與芯片之間的阻抗良好匹配、阻抗完全失配及介于阻抗良好匹配與阻抗完全失配之間的阻抗匹配狀態(tài)；射頻接收模塊16用來接收并解調(diào)待測閱讀器的通信數(shù)據(jù)；此通信數(shù)據(jù)通過天線或同軸電纜來獲得。基帶處理單元1 對射頻接收模塊16接收的通信數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，并對計(jì)算機(jī)輸出的基帶信號進(jìn)行調(diào)制，并將調(diào)制后的信號經(jīng)天線或同軸電纜傳輸出去。其中，基帶單元1包括通信接口 ll、DSP(digital signal processor)微處理器10 和現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA，F(xiàn)ield-Programmable Gate Array)9 現(xiàn)場可編程門陣列9用來對通信數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼和解碼，并且通過通信接口與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信。通信接口可以是以太網(wǎng)接口或RS232串口。DSP微處理器10用來滿足現(xiàn)場可編程門陣列9與計(jì)算機(jī)之間通信的協(xié)議需要。即，DSP微處理器10通過以太網(wǎng)接口或RS232串口處理計(jì)算機(jī)控制的各種指令，并將其發(fā)送給現(xiàn)場可編程門陣列9，現(xiàn)場可編程門陣列9來對阻抗匹配模塊15的實(shí)部5 和虛部6進(jìn)行相應(yīng)的控制，同時將調(diào)制信號經(jīng)天線或同軸電纜傳輸出去。其中，射頻模擬單元2包括阻抗匹配模塊15和射頻接收模塊16。阻抗匹配模塊15的實(shí)部5和虛部6分別由現(xiàn)場可編程門陣列9來控制。模擬的電路連接關(guān)系如圖2所示，包括順次電連接的電感12、壓控電容13和電子選擇開關(guān)14，電子選擇開關(guān)14的每一條支路上均連接一個電阻，在該實(shí)施例中共設(shè)置了 10個阻值不同的電阻R1 Rltl，上述的10個電阻相互并聯(lián)，并在遠(yuǎn)離電子選擇開關(guān)14的一端共接地極接地。 通過計(jì)算機(jī)控制壓控電容上的電壓值，在接收端采用天線時，使得天線接口(此處采用50 歐姆的標(biāo)準(zhǔn)接口)處呈現(xiàn)感抗、容抗或諧振狀態(tài)；在接收端采用同軸電纜(此處采用50歐姆的標(biāo)準(zhǔn)同軸電纜)時，在同軸電纜的端口處呈現(xiàn)感抗、容抗或諧振狀態(tài)，來模擬標(biāo)簽?zāi)M器天線的虛部與芯片的虛部阻抗匹配的情況，通過電腦控制電子選擇開關(guān)14來選通不同的電阻，在電阻值大于50歐姆或小于50歐姆的條件下來模擬天線的實(shí)部和芯片的實(shí)部主抗匹配的情況。該射頻識別標(biāo)簽?zāi)M器是采用有源的方式來模擬無源的真實(shí)標(biāo)簽，在此有源的射頻識別標(biāo)簽?zāi)M器中采用低壓差線性穩(wěn)壓器3 (LDO，low dropout regulator)來進(jìn)行供電， 保證可以進(jìn)行正常的接收。在接收通信數(shù)據(jù)時，射頻開關(guān)4切換至連通解調(diào)電路8，解調(diào)電路對通信數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)處理，并經(jīng)電平處理電路輸送至現(xiàn)場可編程門陣列9，現(xiàn)場可編程門陣列9根據(jù)指令信息，給出調(diào)制控制信號，來控制阻抗匹配模塊15中的實(shí)部5，并通過數(shù)模轉(zhuǎn)換7來控制阻抗匹配模塊15中的虛部6，以進(jìn)行相應(yīng)的阻抗匹配操作。在實(shí)際的射頻識別標(biāo)簽中，芯片是一個標(biāo)準(zhǔn)元件，其阻抗是固定不變的，天線與芯片的阻抗匹配狀況受天線的設(shè)計(jì)影響。但是，由于在進(jìn)行阻抗匹配時，改變電感12的電感是比較困難的，因此在本發(fā)明的射頻識別標(biāo)簽?zāi)M器中做了等效替換，即不改變模擬的天線部分的電阻與電感，而是來改變模擬芯片部分的電阻與電容。這種等效替換，在真實(shí)的無源射頻識別標(biāo)簽中，芯片的阻抗是固定的，而天線的阻抗是不確定的，天線與芯片之間的阻抗匹配由天線的設(shè)計(jì)而決定。改變電阻和/或電容值可以模擬反射入射的載波強(qiáng)度和相位的變化。相對來說，通過上述圖2中介紹的電路可以比較容易的實(shí)現(xiàn)電容值及電阻值的改變，在反射調(diào)試的時候，現(xiàn)場可編程門陣列控制電子選擇開關(guān)14任意選通一個阻值的電阻來實(shí)現(xiàn)反射深度的變化，并控制壓控電容兩端的電壓值，來模擬真實(shí)射頻識別標(biāo)簽的天線與芯片之間的阻抗匹配狀態(tài)，進(jìn)而測試閱讀器對各種標(biāo)簽阻抗匹配狀態(tài)下對反射信號的響應(yīng)性能。上述實(shí)現(xiàn)機(jī)理是，計(jì)算機(jī)通過用戶使用界面定義相應(yīng)的阻抗匹配狀態(tài)，現(xiàn)場可編程門陣列根據(jù)計(jì)算機(jī)定義的阻抗匹配狀態(tài)相應(yīng)的控制電子選通開關(guān)14的選通和壓控電容兩端的電壓來獲得規(guī)定的阻抗匹配狀態(tài)，在此阻抗匹配狀態(tài)下對入射載波進(jìn)行負(fù)載調(diào)制。圖3所示，本發(fā)明射頻識別標(biāo)簽?zāi)M器實(shí)施例2的阻抗匹配模塊電路圖，其與上述實(shí)施例的不同之處在于，電感12和電子選擇開關(guān)14串聯(lián)，電子選擇開關(guān)14的每一條支路上均連接一個電阻，在該實(shí)施例中共設(shè)置了 10個阻值不同的電阻隊(duì) R1Q，上述的10個電阻相互并聯(lián)，并在遠(yuǎn)離電子選擇開關(guān)14的一端共接地極接地。并且，在電子選擇開關(guān)14與電阻組成的串聯(lián)支路上并聯(lián)了一個壓控電容13。最后應(yīng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種射頻識別標(biāo)簽?zāi)M器，包括基帶處理單元和射頻模擬單元，其特征在于，所述射頻模擬單元，包括阻抗匹配模塊，模擬射頻識別標(biāo)簽的天線與芯片之間的阻抗良好匹配、阻抗完全失配及介于阻抗良好匹配與阻抗完全失配之間的阻抗匹配狀態(tài)；射頻接收模塊，接收并解調(diào)待測閱讀器的通信數(shù)據(jù)；所述基帶處理單元解碼射頻接收模塊通信數(shù)據(jù)，并控制所述阻抗匹配模塊的阻抗匹配狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻識別標(biāo)簽?zāi)M器，其特征在于，所述阻抗匹配模塊包括串聯(lián)的電感、壓控電容和電子選擇開關(guān)，所述電子選擇開關(guān)的各條支路均串聯(lián)有電阻，各所述電阻之間相互并聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻識別標(biāo)簽?zāi)M器，其特征在于，所述阻抗匹配模塊包括串聯(lián)的電感和電子選擇開關(guān)，所述電子選擇開關(guān)的各條支路均串聯(lián)有電阻，各所述電阻之間相互并聯(lián)；所述電子選擇開關(guān)與所述電阻組成的串聯(lián)支路上并聯(lián)有壓控電容。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的射頻識別標(biāo)簽?zāi)M器，其特征在于，所述基帶處理單元包括電連接的通信接口和現(xiàn)場可編程門陣列；所述現(xiàn)場可編程門陣列通過通信接口用于與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，并按照計(jì)算機(jī)定義的阻抗匹配狀態(tài)對入射載波進(jìn)行負(fù)載調(diào)制。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的射頻識別標(biāo)簽?zāi)M器，其特征在于，所述現(xiàn)場可編程門陣列與所述阻抗匹配模塊電連接，用來控制所述電子選擇開關(guān)的選通和壓控電容兩端的電壓值。
全文摘要
本發(fā)明提供一種射頻識別標(biāo)簽?zāi)M器，包括基帶處理單元和射頻模擬單元，所述射頻模擬單元包括阻抗匹配模塊和射頻接收模塊，阻抗匹配模塊用來模擬射頻識別標(biāo)簽的天線與芯片之間的阻抗良好匹配、阻抗完全失配及介于阻抗良好匹配與阻抗完全失配之間的阻抗匹配狀態(tài)；射頻接收模塊接收并解調(diào)待測閱讀器的通信數(shù)據(jù)；所述基帶處理單元解碼射頻接收模塊通信數(shù)據(jù)，并控制所述阻抗匹配模塊的阻抗匹配狀態(tài)。本發(fā)明提供的射頻識別標(biāo)簽?zāi)M器，通過調(diào)節(jié)天線與芯片之間的阻抗匹配狀況，使其可以工作在阻抗良好匹配與不良甚至阻抗完全失配之間，來測試此時閱讀器的讀取能力。
文檔編號G06K7/00GK102279939SQ201110151769
公開日2011年12月14日 申請日期2011年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月7日
發(fā)明者丁立業(yè), 姜祁峰, 孫勇, 孫衛(wèi)紅, 尹波, 張力天, 張潔, 沈瑜, 熊廷文, 菅洪彥, 蕭李永, 賈偉, 陳勇 申請人:上海坤銳電子科技有限公司, 上海集成電路技術(shù)與產(chǎn)業(yè)促進(jìn)中心