基于saw無源測(cè)溫芯片的智能電子標(biāo)簽的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種具有識(shí)別和測(cè)溫功能的基于SAW無源測(cè)溫芯片的智能電子標(biāo)簽。包括螺旋天線、PCB板、SAW溫度傳感器，螺旋天線上部的圈數(shù)為2.5圈，與螺旋天線為一體的底部為垂直站立點(diǎn)，SAW溫度傳感器焊接在PCB板上，螺旋天線通過垂直站立點(diǎn)焊接在PCB板上，效果是：螺旋天線比現(xiàn)有技術(shù)中的螺旋天線的剖面更低，實(shí)現(xiàn)了標(biāo)簽的小型化設(shè)計(jì)目標(biāo)；優(yōu)化后螺旋天線采用底部站立點(diǎn)的形式與PCB板相連接，使標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)了螺旋天線與微帶天線的雙諧振結(jié)構(gòu)，并且螺旋天線與微帶天線在同一點(diǎn)饋電，從而使得天線與芯片之間的匹配效果更好，可以省掉添加匹配電路這一步驟，同時(shí)也就消除了匹配電路損耗的部分能量。總之，降低了標(biāo)簽的能量損耗，增加了有效信號(hào)的回波延續(xù)時(shí)間。
【專利說明】 基于SAW無源測(cè)溫芯片的智能電子標(biāo)簽
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及聲表面波射頻識(shí)別技術(shù)(SAW-RFID)，特別是涉及了一種具有識(shí)別和測(cè)溫功能的基于SAW無源測(cè)溫芯片的智能電子標(biāo)簽。
【背景技術(shù)】
[0002]射頻識(shí)別技術(shù)是20世紀(jì)90年代開始興起，近年來開始逐漸走向成熟的一種自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。射頻識(shí)別技術(shù)是一項(xiàng)利用射頻信號(hào)通過空間耦合實(shí)現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達(dá)到識(shí)別目的技術(shù)。該技術(shù)以非接觸式、存儲(chǔ)量大、識(shí)別速度快、距離遠(yuǎn)、可多卡識(shí)別等優(yōu)點(diǎn)而得到越來越廣泛的應(yīng)用。隨著RFID技術(shù)成熟與RFID標(biāo)簽成本的下降，逐步呈現(xiàn)一些具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的發(fā)展趨勢(shì)，其中之一是RFID與溫度傳感器相結(jié)合。目前在礦井生產(chǎn)安全檢測(cè)系統(tǒng)中，普遍是用電纜線傳輸采集到的溫度值，而電纜線很容易被拉脫、拉斷、擦破，從而引起電火花觸發(fā)瓦斯而引起礦難，把溫度傳感器與RFID技術(shù)結(jié)合起來，不僅可以進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別而且可以形成一種串行數(shù)據(jù)采集無線傳輸?shù)姆绞?，使得整個(gè)檢測(cè)裝置體積很小，可以省去大量的布線工作。
[0003]在無源超高頻RFID系統(tǒng)中，標(biāo)簽由于自身沒有電源，其芯片所需要的維持和激勵(lì)標(biāo)簽工作的能量均來自所捕獲的閱讀器發(fā)送的電磁功率，為此標(biāo)簽天線接收到的功率是否能夠使標(biāo)簽芯片正常工作就顯得尤為重要。在標(biāo)簽天線的設(shè)計(jì)中，通常要求天線與芯片之間實(shí)現(xiàn)最大功率傳輸，以實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽與閱讀器之間的良好通訊，因此天線與芯片之間的阻抗匹配設(shè)計(jì)就顯得更為重要。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中無源超高頻RFID系統(tǒng)中的螺旋天線一般采用底部全焊接的形式與PCB板相連接，螺旋天線的圈數(shù)較多為3.75圈，并且螺旋天線想要達(dá)到要求的帶寬就必須設(shè)計(jì)匹配電路，從而增加了接收能量的損耗，造成其饋電方式的標(biāo)簽?zāi)芰繐p耗較大，從而導(dǎo)致有效回波信號(hào)延續(xù)時(shí)間短，不利于信號(hào)的采集與處理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)狀，本發(fā)明提供一種基于SAW無源測(cè)溫芯片的智能電子標(biāo)簽優(yōu)化設(shè)計(jì)。該標(biāo)簽在優(yōu)化設(shè)計(jì)之后，無論是諧振點(diǎn)的能量值還是有效信號(hào)的回波時(shí)長(zhǎng)比優(yōu)化設(shè)計(jì)之前有明顯的提高。
[0006]本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，所采取的技術(shù)方案是:一種基于SAW無源測(cè)溫芯片的智能電子標(biāo)簽，包括螺旋天線、PCB板、SAW溫度傳感器，其特征在于:所述螺旋天線上部的圈數(shù)為2.5圈，與螺旋天線為一體的底部為垂直站立點(diǎn)，所述SAW溫度傳感器焊接在PCB板上，所述螺旋天線通過垂直站立點(diǎn)焊接在PCB板上，實(shí)現(xiàn)了螺旋天線與微帶天線的雙諧振結(jié)構(gòu)，并且螺旋天線與微帶天線在同一點(diǎn)饋電，從而使得天線與芯片之間的匹配效果更好，標(biāo)簽的能量損耗降低。
[0007]本發(fā)明所產(chǎn)生的有益效果是:在結(jié)構(gòu)方面得到很大改進(jìn)，本發(fā)明優(yōu)化設(shè)計(jì)之后的螺旋天線比優(yōu)化之前現(xiàn)有技術(shù)中的螺旋天線的剖面更低，剖面低1.25個(gè)螺距，實(shí)現(xiàn)了標(biāo)簽的小型化設(shè)計(jì)目標(biāo)，性能上得到很大提高；在原理方面，本發(fā)明優(yōu)化后螺旋天線采用底部站立點(diǎn)的形式與PCB板相連接，使標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)了螺旋天線與微帶天線的雙諧振結(jié)構(gòu)，并且螺旋天線與微帶天線在同一點(diǎn)饋電，從而使得天線與芯片之間的匹配效果更好，可以省掉添加匹配電路這一步驟，同時(shí)也就消除了匹配電路損耗的部分能量。螺旋天線采用不銹鋼材料制成，結(jié)構(gòu)為螺旋結(jié)構(gòu)，底部有一定的高度，以PAD的形式與PCB板相連接，從而提高了天線的輻射效率，降低了 PCB板對(duì)螺旋天線的影響。
[0008]總之，優(yōu)化設(shè)計(jì)之后的智能電子標(biāo)簽用于SAW無源測(cè)溫系統(tǒng)中，從各個(gè)方面降低了標(biāo)簽的能量損耗，增加了有效信號(hào)的回波延續(xù)時(shí)間，具有導(dǎo)熱快，美觀，方便，實(shí)用、體積小、剖面低、測(cè)量結(jié)果精確等優(yōu)點(diǎn)，本結(jié)構(gòu)可用于倉(cāng)儲(chǔ)管理、物流跟蹤、航空包裹、自動(dòng)控制等相關(guān)領(lǐng)域。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明的整體總裝結(jié)構(gòu)圖；
圖2是本發(fā)明的分解示意圖；
圖3是現(xiàn)有技術(shù)的整體總裝結(jié)構(gòu)圖；
圖4是本發(fā)明的諧振點(diǎn)能量圖；
圖5是現(xiàn)有技術(shù)的諧振點(diǎn)能量圖；
圖6是本發(fā)明的回波信號(hào)時(shí)長(zhǎng)圖；
圖7是現(xiàn)有技術(shù)的回波信號(hào)時(shí)長(zhǎng)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]如圖1、圖2所示，基于SAW無源測(cè)溫芯片的智能電子標(biāo)簽，包括螺旋天線1、PCB板
2、SAW溫度傳感器3，螺旋天線I上部的圈數(shù)為2.5圈，與螺旋天線I為一體的底部為垂直站立點(diǎn)1-1，SAff溫度傳感器3焊接在PCB板2上，螺旋天線I通過垂直站立點(diǎn)1_1焊接在PCB板2上,實(shí)現(xiàn)了螺旋天線I與微帶天線的雙諧振結(jié)構(gòu)，并且螺旋天線I與微帶天線在同一點(diǎn)饋電，從而使得天線與芯片之間的匹配效果更好，并且可以省掉添加匹配電路這一步驟，同時(shí)也就消除了匹配電路損耗的部分能量，標(biāo)簽的能量損耗降低。
[0011]螺旋天線I采用不銹鋼材料制成。
[0012]如圖3所示，現(xiàn)有技術(shù)的螺旋天線I采用底部完全焊接的形式與PCB板2相連接。
[0013]參照?qǐng)D4、圖5，基于SAW無源測(cè)溫芯片的智能電子標(biāo)簽優(yōu)化設(shè)計(jì)之前與之后在諧振點(diǎn)的能量圖，其橫坐標(biāo)表示計(jì)算諧振頻率的點(diǎn)數(shù)N (F=Fs- (N*8333333/2048+8333333) +10700000 (Hz))，縱坐標(biāo)表示能量值大小。對(duì)比圖4、圖5智能電子標(biāo)簽在相同的諧振頻率條件下，本發(fā)明采用螺旋天線通過垂直站立點(diǎn)焊接在PCB板上的饋電方式的標(biāo)簽?zāi)芰恐禐?037，現(xiàn)有技術(shù)采用螺旋天線底部全焊接的形式與PCB板相連接的饋電方式的標(biāo)簽?zāi)芰恐禐?93，現(xiàn)有技術(shù)明顯比本發(fā)明的標(biāo)簽?zāi)芰啃　?br> [0014]參照?qǐng)D6、圖7，基于SAW無源測(cè)溫芯片的智能電子標(biāo)簽優(yōu)化設(shè)計(jì)之前與之后回波信號(hào)時(shí)長(zhǎng)圖，橫坐標(biāo)表示計(jì)算回波時(shí)間點(diǎn)數(shù)N (T=N/8333333(s))，縱坐標(biāo)表示回波能量值。對(duì)比圖6、圖7標(biāo)簽在相同的芯片條件下，兩種不同饋電方式的標(biāo)簽回波起始時(shí)間大約都在四十點(diǎn)附近，本發(fā)明采用螺旋天線通過垂直站立點(diǎn)焊接在PCB板上的饋電方式的標(biāo)簽回波能量延續(xù)時(shí)間大約在300點(diǎn)開始降低，現(xiàn)有技術(shù)采用螺旋天線底部全焊接的形式與PCB板相連接的饋電方式的標(biāo)簽回波能量延續(xù)時(shí)間在200點(diǎn)開始降低，本發(fā)明標(biāo)簽結(jié)構(gòu)優(yōu)化之后明顯比現(xiàn)有技術(shù)優(yōu)化之前的回波能量延續(xù)時(shí)間要長(zhǎng)。通過圖4與圖5和圖6與圖7的對(duì)比得知，本發(fā)明優(yōu)化標(biāo)簽結(jié)構(gòu)之后能夠有效的接收讀卡器天線發(fā)射的電磁波，天線與芯片之間能夠?qū)崿F(xiàn)更大的傳輸功率，提高了標(biāo)簽天線的RCS值與識(shí)別距離，實(shí)現(xiàn)了標(biāo)簽與讀卡器之間的良好通訊。兩種設(shè)計(jì)在饋電方式上有明顯不同。
【權(quán)利要求】
1.一種基于SAW無源測(cè)溫芯片的智能電子標(biāo)簽，包括螺旋天線(1)、PCB板(2)、SAW溫度傳感器(3)，其特征在于:所述螺旋天線(I)上部的圈數(shù)為2.5圈，與螺旋天線(I)為一體的底部為垂直站立點(diǎn)(1-1 )，所述SAW溫度傳感器(3)焊接在PCB板(2)上，所述螺旋天線(I)通過垂直站立點(diǎn)(1-1)焊接在PCB板(2)上，實(shí)現(xiàn)了螺旋天線(I)與微帶天線的雙諧振結(jié)構(gòu)，并且螺旋天線(I)與微帶天線在同一點(diǎn)饋電，從而使得天線與芯片之間的匹配效果更好，標(biāo)簽的能量損耗降低。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于SAW無源測(cè)溫芯片的智能電子標(biāo)簽，其特征在于:所述螺旋天線(I)采用不銹鋼材料制成。
【文檔編號(hào)】G06K19/077GK103489030SQ201310498269
【公開日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月22日
【發(fā)明者】李鴻儒, 于麗娟, 李彪 申請(qǐng)人:天津七一二通信廣播有限公司, 北京華龍通科技有限公司