[發(fā)明專利]一種應(yīng)用于密集布放場(chǎng)景下的RFID標(biāo)簽及其互阻設(shè)計(jì)方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410493935.8
• 申請(qǐng)日: 2014-09-24
• 公開（公告）號(hào): CN104241829A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孟春陽;彭昌友;任秀方;李帥;田海燕;陳文濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海大學(xué)
• 主分類號(hào): H01Q1/38
• 分類號(hào): H01Q1/38;H01Q1/50
• 代理公司: 上海上大專利事務(wù)所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

1.一種應(yīng)用于密集布放場(chǎng)景下的RFID標(biāo)簽，包括介質(zhì)基板（1）、其上的金屬微帶天線和芯片（5），其特征在于：所述金屬微帶天線的結(jié)構(gòu)是由一對(duì)輻射貼片（2-1、2-2）、一對(duì)彎折輻射臂（3-1、3-2）和一個(gè)諧振匹配環(huán)（4）組成；所述芯片（5）位于諧振匹配環(huán)（4）上邊框中心點(diǎn)處，諧振匹配環(huán)（4）左右分別依次連接一個(gè)彎折輻射臂（3-1、3-2）和一個(gè)輻射貼片（2-1、2-2）。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于密集布放場(chǎng)景下的RFID標(biāo)簽，其特征在于：所述介質(zhì)基板（1）為單面矩形結(jié)構(gòu)，材質(zhì)為PET聚丙乙烯。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于密集布放場(chǎng)景下的RFID標(biāo)簽，其特征在于：所述金屬微帶天線材料為銅，由激光在銅片上雕刻制成；所述的一對(duì)輻射貼片（2-1、2-2）呈矩形狀，通過與彎折輻射臂（3-1、3-2）相連，對(duì)稱設(shè)置在諧振匹配環(huán)（4）兩側(cè)；所述的一對(duì)彎折輻射臂（3-1、3-2）呈“弓”字形，兩邊各計(jì)10次彎折，將輻射貼片（2-1、2-2）和諧振匹配環(huán)（4）相連，長(zhǎng)短不一的彎折線可實(shí)現(xiàn)RFID標(biāo)簽的阻抗匹配和小型化；所述的諧振匹配環(huán)（4）呈∏形，其中橫向臂和彎折輻射臂相連，兩條橫向臂和饋線（6-1、6-2）相連，饋線焊接在芯片（5）的正負(fù)兩極，采用單端口連接方式。

4.一種應(yīng)用于密集布放場(chǎng)景下的RFID標(biāo)簽的互阻設(shè)計(jì)方法，應(yīng)用于對(duì)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于密集布放場(chǎng)景下的RFID標(biāo)簽進(jìn)行設(shè)計(jì)，其特征在于：采用RFID標(biāo)簽互阻設(shè)計(jì)方法，根據(jù)計(jì)算公式找出RFID標(biāo)簽影響參數(shù)，通過Ansoft?HFSS仿真軟件實(shí)現(xiàn)參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，使得RFID標(biāo)簽密集布放時(shí)，產(chǎn)生的互阻抗小，具體操作步驟如下：

計(jì)算在多個(gè)RFID標(biāo)簽密集布放下，此時(shí)所需識(shí)別的RFID標(biāo)簽傳輸系數(shù)表達(dá)式，得出公式中的影響因素，并找出對(duì)應(yīng)的RFID標(biāo)簽影響參數(shù)；??

選取合適的芯片用于RFID標(biāo)簽制作；

通過Ansoft?HFSS仿真軟件實(shí)現(xiàn)RFID標(biāo)簽影響參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的應(yīng)用于密集布放場(chǎng)景下的RFID標(biāo)簽的互阻設(shè)計(jì)方法，其特征在于：所述步驟1）中的所需識(shí)別的RFID標(biāo)簽傳輸系數(shù)????????????????????????????????????????????????表達(dá)式，如下所示：

式中，為第i個(gè)RFID標(biāo)簽的傳輸系數(shù)，為RFID標(biāo)簽的輸入阻抗的實(shí)部，為芯片的阻抗實(shí)部，為RFID標(biāo)簽的輸入阻抗，為芯片阻抗，

為第i個(gè)RFID標(biāo)簽的自阻抗，為第i個(gè)RFID標(biāo)簽的自阻抗實(shí)部，為第i個(gè)RFID標(biāo)簽的自阻抗虛部，為第i個(gè)RFID標(biāo)簽和第j個(gè)RFID標(biāo)簽的互阻抗，為第i個(gè)RFID標(biāo)簽和第j個(gè)RFID標(biāo)簽的互阻抗實(shí)部，為第i個(gè)RFID標(biāo)簽和第j個(gè)RFID標(biāo)簽的互阻抗虛部；因此若要提高RFID標(biāo)簽密集環(huán)境下的識(shí)別率，需要減小RFID標(biāo)簽間的互阻抗，尤其是互阻抗的虛部；根據(jù)天線理論，當(dāng)兩根導(dǎo)線的電流方向相反且間距遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于波長(zhǎng)時(shí)，雙導(dǎo)線上的電流輻射場(chǎng)幾乎相消而無明顯輻射，因此可以將RFID標(biāo)簽近似等效為偶極子標(biāo)簽，根據(jù)傳統(tǒng)偶極子標(biāo)簽對(duì)稱擺放下互阻抗的分析，有公式：

式中，為1號(hào)RFID標(biāo)簽和2號(hào)RFID標(biāo)簽的互阻抗，，為RFID標(biāo)簽工作頻段的波長(zhǎng)，為偶極子標(biāo)簽總長(zhǎng)度的一半，為兩RFID標(biāo)簽的距離，為1號(hào)RFID標(biāo)簽的一端到2號(hào)RFID標(biāo)簽相異的另一端的距離，為1號(hào)RFID標(biāo)簽的中點(diǎn)到2號(hào)RFID標(biāo)簽頂端的距離；將上式的互阻抗虛部簡(jiǎn)化后求導(dǎo)可得：

，?

所以減小RFID標(biāo)簽輻射長(zhǎng)度可以減小RFID標(biāo)簽間的互阻抗虛部。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的應(yīng)用于密集布放場(chǎng)景下的RFID標(biāo)簽的互阻設(shè)計(jì)方法，其特征在于：所述的步驟2）選取合適的芯片用于RFID標(biāo)簽制作；由于需要互阻抗虛部小，根據(jù)RFID標(biāo)簽上天線和芯片的共軛匹配關(guān)系，即也要使RFID標(biāo)簽的阻抗虛部小，因而需要選取阻抗虛部小的芯片，制作應(yīng)用于密集布放下使用的RFID標(biāo)簽。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的應(yīng)用于密集布放場(chǎng)景下的RFID標(biāo)簽的互阻設(shè)計(jì)方法，其特征在于：所述的步驟3）通過Ansoft?HFSS仿真軟件實(shí)現(xiàn)RFID標(biāo)簽影響參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)；將RFID標(biāo)簽上的天線按功能結(jié)構(gòu)參數(shù)，劃分為三大部分：1、參數(shù)b、e代表RFID標(biāo)簽主輻射臂長(zhǎng)度，可優(yōu)化RFID標(biāo)簽間的互阻抗；2、參數(shù)g、h和c、d、l、m分別代表匹配環(huán)的接入點(diǎn)位置和彎折線的長(zhǎng)度，用于優(yōu)化RFID標(biāo)簽共軛匹配，提高RFID標(biāo)簽傳輸系數(shù)；3、參數(shù)a、n代表輻射片及RFID標(biāo)簽整體尺寸，可優(yōu)化RFID標(biāo)簽上的天線增益；優(yōu)化時(shí)參考現(xiàn)有的RFID標(biāo)簽性能指標(biāo)，并按照先后調(diào)節(jié)順序擬定2個(gè)性能指標(biāo)：1、在單枚RFID標(biāo)簽，閱讀器發(fā)射頻率為920MHz時(shí)，RFID標(biāo)簽的傳輸系數(shù)τ≥0.6，增益G≥2dbi；2、在多枚RFID標(biāo)簽密集布放，閱讀器發(fā)射頻率為920MHz時(shí)，RFID標(biāo)簽間產(chǎn)生的互阻抗≤50Ω。