[實用新型]聲表面波延遲型射頻標簽的可編程均勻幅度編碼體

有效

• 申請號: 201220217399.5
• 申請日: 2012-05-15
• 公開（公告）號: CN202584174U
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發明（設計）人: 陳培杕;徐海林;劉眾
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十五研究所
• 主分類號: G06K19/07
• 分類號: G06K19/07
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 張蘇沛

技術領域

本發明涉及一種聲表面波射頻標簽，具體而言，是一種可編程聲表面波延遲型射頻標簽用編碼體。

背景技術

無線組網技術是現今物聯網發展的需要，射頻標簽是其基礎元器件。采用聲表面波（Surface?Acoustic?Wave，SAW）技術的射頻標簽系統具有無源、嚴酷環境適用和維護簡單等特點，是現今半導體集成電路射頻標簽的補充。SAW標簽系統由閱讀器、應答器和數據庫組成。應答器由探測頭、小型收發天線以及與使用環境相適應的外封裝構成，其中探測頭為一個攜帶編碼信息的SAW芯片和密封管座的結合體。

現今，SAW標簽主流為延遲型，其應答器中的SAW芯片由壓電基片、其上的一個輸入叉指換能器和編碼部分組成。SAW標簽應答器中的編碼部分，是由規定數目的且按預定時基設計的編碼體構成，每個編碼體至多產生一個碼元回波。應答器天線直連芯片上的輸入叉指換能器，與天線相連的叉指換能器具有選頻及將電信號與SAW信號相互轉換的特性。編碼體是淀積在壓電芯片上的金屬電極圖形結構，由編碼體產生回波的機理不同，延遲型SAW標簽有三種類型：反射型、單天線傳輸型和雙天線傳輸型。采用（開路或短路）反射柵陣作為編碼體的，稱為延遲反射型結構（圖2），采用叉指換能器作為編碼體的，稱為延遲傳輸型結構，圖3為單天線傳輸型，編碼部分與輸入換能器共用天線；如編碼部分與輸入換能器不共用天線，就是雙天線傳輸型。它們各有所長，反射型標簽的延遲時間長，而傳輸型標簽的回波幅度大。

延遲反射型標簽系統工作原理如圖1示，閱讀器發出一射頻詢問信號，其小部分被無源SAW標簽應答器的天線接收，與天線相連的叉指換能器將接收到的射頻詢問信號轉換為射頻SAW脈沖存儲于SAW芯片內。存儲在SAW芯片的射頻SAW脈沖能量，被編碼部分編碼體及芯片環境變量調制，編碼信息為相應脈沖的數目、時間位置和相位攜帶。編碼過的射頻SAW脈沖信號反射回輸入叉指換能器并轉變為電信號，并由應答器天線發回閱讀器。應答器回波響應包含了編碼結構的數目、幾何以及SAW的傳播和反射特性，閱讀器可以抽出有用信息，如某次測量的特定編碼，最后由數據庫處理。

延遲傳輸型SAW標簽中編碼過的射頻SAW脈沖信號，由其自身的叉指換能器轉變為電信號，從所連天線發出回波。

由上述，SAW標簽的回波，必定受到標簽探測頭所處環境的影響，即也攜帶有環境應力的信息，所以SAW標簽可以同時具有傳感功能。而且，SAW無線傳感器的基本結構與SAW標簽類似。由此，本文所述的SAW標簽，應理解為SAW射頻標簽和具有標簽功能的SAW無線傳感器。

由于SAW標簽應答器探測頭內的SAW芯片是SAW標簽系統的關鍵元件，今后，在不造成誤解時，我們所說的SAW標簽專指SAW延遲型標簽應答器探測頭的SAW芯片。

SAW標簽輸入叉指換能器和編碼部分間有較大間距，一般數毫米，由于表面波聲速慢，輸入脈沖和第一個回波脈沖之間將有數微秒的延時。電磁多徑干擾在回波響應到達閱讀器前即可成功除掉，因此在時域內標簽回波信號很容易分離，這是延遲型SAW標簽的重大優勢。

作為無源應用的SAW標簽，其編號是在標簽探測頭制作時產生的，是不可更改的。其編號方法，即SAW標簽編碼部分設計主要分為兩大類：固定編碼和可編程編碼，采用可編程編碼芯片的標簽稱為可編程標簽。

固定編碼是一種芯片內編碼方法，SAW標簽的編碼部分都是在制作芯片時就設計好的，理論上可得到海量編碼標簽，但因為每個異號SAW標簽需要單獨設計和制作，以得到特性較一致的回波脈沖串，批量生產成本極高，實用推廣困難。

可編程編碼，是指芯片編碼部分由規定數目的可編程編碼體組成，芯片制作完成后通過后道工序實現編碼，可以明顯改進標簽批量生產技術，大大降低SAW標簽成本。

特別值的指出的是，利用外接低功耗開關電路，對可編程SAW標簽遙控其編碼部分狀態，實現外部編碼，能表現部分IC標簽功能，同時保持SAW標簽的特點，可應用在一些特殊領域中。

現有技術的延遲傳輸型標簽的可編程編碼體是一個（單指或并指）叉指換能器，通過接入輸出總線的換能器極性選擇實現編碼，如圖3示例，其編碼為0010（負極性編碼）。