一種基于標(biāo)簽集的無源uhf rfid雙天線標(biāo)簽的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于射頻識別技術(shù)與天線技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及無源UHF RFID標(biāo)簽的雙天線技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]RFID(射頻識別)技術(shù)利用射頻信號進行非接觸式雙向通信，自動識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)信息數(shù)據(jù)已成功應(yīng)用于生產(chǎn)制造、物流倉儲、交通運輸、醫(yī)療衛(wèi)生、公共安全等各個領(lǐng)域。它利用射頻信號的空間耦合實現(xiàn)無接觸式數(shù)據(jù)傳遞，并通過信息的相互傳遞達到識別對象的目的。
[0003]在超高頻和微波射頻識別系統(tǒng)中，無源標(biāo)簽與閱讀器之間的能量傳遞以及通信方式為反向散射調(diào)制，即當(dāng)電子標(biāo)簽進入閱讀器的工作區(qū)域時，閱讀器發(fā)射的一部分能量被電子標(biāo)簽吸收，另一部分能量以不同的強度散射到各個方向，散射的部分能量被閱讀器天線接收，通過對接收信號的放大和處理，便可得到電子標(biāo)簽的相關(guān)信息。
[0004]目前，對RFID系統(tǒng)識別區(qū)域的研究主要集中在系統(tǒng)最大讀取距離和最大路徑連通可讀區(qū)域兩個方面。前者重點討論閱讀器可識別標(biāo)簽的最遠(yuǎn)距離，未考慮由于天線極化失配和多徑等因素造成的盲區(qū)；后者考慮了盲區(qū)的影響，但所給出的識別區(qū)域模型未涵蓋路徑不連通的可讀區(qū)域，造成系統(tǒng)資源浪費，采用目標(biāo)區(qū)域識別率可有效評估RFID系統(tǒng)的識別性能。
[0005]現(xiàn)有的無源RFID電子標(biāo)簽主要采用單天線結(jié)構(gòu)，在無源RFID電子標(biāo)簽與閱讀器通信時，由于相對位置的不同，標(biāo)簽天線與閱讀器天線之間會產(chǎn)生極化失配，影響系統(tǒng)識別率。標(biāo)簽集方法，即對目標(biāo)物貼附多個標(biāo)簽，且標(biāo)簽與閱讀器天線相對方位不同使得目標(biāo)物處于任意方位時，均有標(biāo)簽與閱讀器天線處于極化最優(yōu)或近似最優(yōu)匹配，確保目標(biāo)物被識另IJ，從而提高系統(tǒng)目標(biāo)區(qū)域識別率。標(biāo)簽集的優(yōu)化方法提高了 RFID系統(tǒng)目標(biāo)區(qū)域識別率，方法結(jié)構(gòu)簡單，對閱讀器天線波束圖和布置方式無特殊要求，易于快速部署。然而，標(biāo)簽集的優(yōu)化增加了標(biāo)簽數(shù)量，閱讀次數(shù)明顯增加，目標(biāo)識別率雖然提高，但以系統(tǒng)成本為代價。為提高UHF RFID系統(tǒng)識別率，常采用單閱讀器多天線布置方案或多閱讀器共同掃描目標(biāo)區(qū)域方案，但多天線間存在相干多徑干擾影響，又使得目標(biāo)區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生新的盲區(qū)，使用不當(dāng)反而減小目標(biāo)區(qū)域識別率，并且對已掃描區(qū)域二次掃描增加閱讀器總功耗。
[0006]識別區(qū)域大小、目標(biāo)識別率、成本等問題尚需解決，但現(xiàn)有技術(shù)仍存在一些缺點與不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點和不足，為實現(xiàn)無源UHF RFID標(biāo)簽遠(yuǎn)距離通信，提高目標(biāo)區(qū)域識別率，本發(fā)明提供了一種基于標(biāo)簽集的無源UHF RFID雙天線標(biāo)簽，所述技術(shù)方案如下:
[0008]基于標(biāo)簽集的無源UHF RFID雙天線標(biāo)簽，包括:雙天線和標(biāo)簽芯片。
[0009]所述雙天線為兩偶極子天線，二者正交極化，互不干擾，垂直放置大幅度減小耦合，采用折合偶極子天線類型可縮小標(biāo)簽體積，以滿足標(biāo)簽空間需求；
[0010]所述標(biāo)簽芯片具有兩個通信端口，用以射頻信號的接收與發(fā)送，標(biāo)簽芯片共用整流器，每個端口擁有各自調(diào)制器和解調(diào)器，對接收到的信號分別解調(diào)與調(diào)制；
[0011]所述雙天線與標(biāo)簽芯片端口均阻抗匹配，以滿足標(biāo)簽正常工作；
[0012]所述雙天線共同為標(biāo)簽芯片提供能量，但通信相互隔離，互不影響。
[0013]通過采用正交極化的雙天線減小了標(biāo)簽天線與閱讀器天線之間的極化失配損失。例如，在目標(biāo)物上貼附該標(biāo)簽，若一天線因極化失配使標(biāo)簽芯片不能被激活，則另一天線為極化最優(yōu)匹配，標(biāo)簽芯片被激活，保證了正常通信。另外，采用雙端口標(biāo)簽芯片的兩次信號處理，保證了通信質(zhì)量。因此，所述電子標(biāo)簽在標(biāo)簽集的基礎(chǔ)上采用雙天線技術(shù)可以增加識別距離，提高目標(biāo)區(qū)域識別率，在UHF RFID系統(tǒng)中應(yīng)用前景廣闊。
【附圖說明】
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[0014]為了更清楚的說明發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一個實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造勞動性的前提下，還可以根據(jù)附圖獲得其他的附圖。
[0015]圖1是本發(fā)明雙天線結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2是本發(fā)明雙端口標(biāo)簽芯片功能框圖。
【具體實施方式】
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[0017]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施方式作進一步地詳細(xì)描述。
[0018]本發(fā)明的主旨是提出一種使用雙天線來實現(xiàn)無源標(biāo)簽的通信，以解決標(biāo)簽天線與閱讀器天線極化失配而引起的識別率問題，所提方法對于無源標(biāo)簽距離短，識別區(qū)域小等缺點具有重要的指導(dǎo)意義。
[0019]下面結(jié)合附圖1、附圖2對本發(fā)明實施方式作進一步地詳細(xì)描述。
[0020]圖1是本發(fā)明雙天線結(jié)構(gòu)示意圖，天線1、天線2為折合偶極子天線，兩天線同時工作，可以接收RF信號為標(biāo)簽芯片提供能量，也可以與閱讀器進行反向散射通信。參照圖1，兩天線垂直放置，使其正交極化，減小相互耦合，互不干擾。折合偶極子天線兩端折疊對于阻抗的調(diào)整具有很大的空間，天線I與天線2采用小型化技術(shù)，減小了天線尺寸，對于標(biāo)簽設(shè)計的小型化具有很大的意義。
[0021]圖2是本發(fā)明雙端口標(biāo)簽芯片功能框圖，偶極子天線將接收到的RF信號通過整流電路與放大電路轉(zhuǎn)化成標(biāo)簽芯片所需要的能量，兩天線接收到的RF信號分別解調(diào)，信號處理后對攜帶信息進行調(diào)制，并通過天線向閱讀器回應(yīng)信號，以達到通信的目的。參照圖2，整流器將交流電轉(zhuǎn)化成直流電，標(biāo)簽芯片進行信號的后處理，以實現(xiàn)與閱讀器的正常通信?；跇?biāo)簽集的無源UHF RFID雙天線標(biāo)簽可以解決因極化失配引起的識別遺漏問題，使標(biāo)簽的識別區(qū)域擴大。
[0022]進一步地，為了適應(yīng)工程設(shè)計要求，雙天線可以是其他類型天線，如微帶天線、PIFA (平面倒F天線)、以及其他偶極子天線等，具體實現(xiàn)時，本發(fā)明實例對此不做限制。
[0023]進一步地，為了使標(biāo)簽天線和芯片更好的阻抗匹配，使標(biāo)簽芯片接收到更多的能量，整流器可以采用不同的形式，具體實現(xiàn)時，本發(fā)明實例對此不作限制。
[0024]進一步地，芯片中調(diào)制方式可以為ASK調(diào)制、FSK調(diào)制、MSK調(diào)制等方式，具體實現(xiàn)時，本發(fā)明實例對此不作限制。
[0025]綜上所述，本發(fā)明涉及了一種基于標(biāo)簽集的無源UHF RFID雙天線標(biāo)簽，該發(fā)明將在射頻識別領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。
[0026]本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解附圖只是一個實施例的示意圖，上述本發(fā)明實施例序號僅僅為了描述，不代表實施例的優(yōu)劣。
[0027]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種基于標(biāo)簽集的無源UHF RFID雙天線標(biāo)簽，包括雙天線、標(biāo)簽芯片，其特征是: 所述標(biāo)簽具有雙天線結(jié)構(gòu)，兩天線共同工作，互不干擾；標(biāo)簽芯片具有兩個通信端口，用以射頻信號的接收與發(fā)射。2.根據(jù)權(quán)利I要求，所述雙天線為偶極子天線，其特征是二者正交極化，互不影響，兩天線也可為微帶天線、PIFA (平面倒F天線)、以及其他偶極子天線等。3.根據(jù)權(quán)利I要求，所述標(biāo)簽芯片具有兩個通信端口，其特征是兩端口都可與天線相連，接受和發(fā)射射頻信號。4.根據(jù)權(quán)利I要求，所述標(biāo)簽芯片共用整流器，兩端口不共用調(diào)制器和解調(diào)器。5.根據(jù)權(quán)利2、權(quán)利3要求，所述雙天線與標(biāo)簽芯片端口均阻抗匹配，以滿足標(biāo)簽正常工作。
【專利摘要】本發(fā)明涉及了一種基于標(biāo)簽集的無源UHF？RFID雙天線標(biāo)簽，屬于射頻識別技術(shù)與天線技術(shù)領(lǐng)域。所述標(biāo)簽包括雙天線和標(biāo)簽芯片；雙天線為兩偶極子天線，二者正交極化，互不干擾，垂直放置大幅度減小耦合，采用折合偶極子天線類型可縮小標(biāo)簽體積，以滿足標(biāo)簽空間需求；標(biāo)簽芯片具有兩個通信端口，用以射頻信號的接收與發(fā)送。本發(fā)明減小了因極化失配引起的損耗，提高了標(biāo)簽接收的能量，增加了標(biāo)簽的通信距離，提高了系統(tǒng)目標(biāo)區(qū)域識別率，在UHF？RFID系統(tǒng)中應(yīng)用前景廣闊。
【IPC分類】G06K19/077
【公開號】CN105184355
【申請?zhí)枴緾N201510632288
【發(fā)明人】李建雄, 陳明省, 韓曉迪, 馮鑫, 史偉光
【申請人】天津工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年9月29日