[發(fā)明專利]一種具有自動(dòng)阻抗匹配功能的無源超高頻射頻識(shí)別標(biāo)簽

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710267093.8
• 申請(qǐng)日: 2017-04-21
• 公開（公告）號(hào): CN107171697B
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李小明;莊奕琪;汪坤;王少龍;劉偉峰;彭琪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H04B5/00
• 分類號(hào): H04B5/00;H04B5/02;H01Q1/22
• 代理公司: 北京輕創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11212
• 代理人: 曾濤

本發(fā)明涉及一種具有自動(dòng)阻抗匹配功能的無源超高頻射頻識(shí)別標(biāo)簽，包括自動(dòng)阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)和無源超高頻射頻識(shí)別標(biāo)簽，自動(dòng)阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，其用于利用檢測(cè)無源超高頻射頻識(shí)別標(biāo)簽的局部電壓來調(diào)整無源超高頻射頻識(shí)別標(biāo)簽的整體阻抗，使無源超高頻射頻識(shí)別標(biāo)簽的整體阻抗與天線的阻抗相匹配；無源超高頻射頻識(shí)別標(biāo)簽，其用于基于阻抗匹配從天線中獲取最大的能量，并完成對(duì)能量的射頻識(shí)別。本發(fā)明在無源超高頻射頻識(shí)別標(biāo)簽的芯片端進(jìn)行阻抗調(diào)整，可以較大頻率范圍及不同的電路工作狀態(tài)和工作距離改變時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整標(biāo)簽電路的阻抗，使得標(biāo)簽負(fù)載阻抗與天線內(nèi)部阻抗互相匹配，實(shí)現(xiàn)最大功率收集，從而提高標(biāo)簽在不同工作狀態(tài)下的工作距離。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無源超高頻射頻識(shí)別標(biāo)簽領(lǐng)域，具體涉及一種具有自動(dòng)阻抗匹配功能的無源超高頻射頻識(shí)別標(biāo)簽。

背景技術(shù)

射頻識(shí)別(Radio Frequency Identification,RFID)技術(shù)興起于20世紀(jì)90年代，該技術(shù)通過射頻信號(hào)耦合實(shí)現(xiàn)無接觸信息傳遞，并根據(jù)所傳遞信息識(shí)別目標(biāo)。

按照標(biāo)簽的不同工作頻段，RFID標(biāo)簽可分為微波頻段(MW)標(biāo)簽、超高頻(UHF)標(biāo)簽、高頻(HF)標(biāo)簽和低頻(LF)標(biāo)簽等幾類。工作在860MHz～960MHz頻率之間的標(biāo)簽被稱為超高頻標(biāo)簽，是目前RFID產(chǎn)業(yè)發(fā)展的熱點(diǎn)，其具有通信距離遠(yuǎn)，通信速率快，成本低等優(yōu)勢(shì)。

按照能量供給方式，RFID標(biāo)簽可分為無源、半有源以及有源標(biāo)簽三種類型。半有源標(biāo)簽及有源標(biāo)簽具有內(nèi)部電源，其天線接收端有較高的接受靈敏度，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離(10米～20米)通信。而無源標(biāo)簽需要首先搜集閱讀器發(fā)送的射頻能量并將其轉(zhuǎn)化為直流能量為內(nèi)部電路供電，因此其通信距離與其能量轉(zhuǎn)化效率直接相關(guān)。三種標(biāo)簽各具特色，但無源標(biāo)簽在成本及體積上占有很大優(yōu)勢(shì)，因此本申請(qǐng)主要討論無源標(biāo)簽。

無源超高頻射頻識(shí)別標(biāo)簽工作頻率為860MHz～960MHz，主要由射頻前端中的倍壓整流電路將天線所獲得的微弱射頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為直流電源。由于倍壓整流電路的輸入端通常并聯(lián)或串聯(lián)電容，因此其阻抗與頻率相關(guān)；當(dāng)倍壓整流電路的輸出功率改變時(shí)，倍壓整流電路輸出的電壓發(fā)生變化，倍壓整流電路內(nèi)部MOSFET的工作狀態(tài)也因此發(fā)生變化，造成阻抗變化，天線與芯片間的匹配就會(huì)發(fā)生變化，只有當(dāng)芯片的輸入阻抗與標(biāo)簽天線匹配較好時(shí)，才會(huì)有更多的射頻能量輸入到芯片中，同時(shí)也會(huì)在芯片的輸入端口產(chǎn)生足夠的輸入電壓。

目前商用的UHF RFID標(biāo)簽都是通過對(duì)天線的形狀進(jìn)行微調(diào)來調(diào)整天線和芯片的阻抗匹配。然而標(biāo)簽在實(shí)際工作中，標(biāo)簽的工作狀態(tài)會(huì)發(fā)生變化，標(biāo)簽端的阻抗就會(huì)發(fā)生變化。這種通過調(diào)整天線形狀進(jìn)行阻抗匹配的方法在實(shí)際工作狀態(tài)中不能達(dá)到最佳的匹配；而在標(biāo)簽的芯片端進(jìn)行阻抗調(diào)整的方法目前還沒有報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種具有自動(dòng)阻抗匹配功能的無源超高頻射頻識(shí)別標(biāo)簽，可以在標(biāo)簽的芯片端進(jìn)行阻抗調(diào)整。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：一種具有自動(dòng)阻抗匹配功能的無源超高頻射頻識(shí)別標(biāo)簽，包括自動(dòng)阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)和無源超高頻射頻識(shí)別標(biāo)簽，

所述自動(dòng)阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，其用于利用檢測(cè)所述無源超高頻射頻識(shí)別標(biāo)簽的局部電壓來調(diào)整所述無源超高頻射頻識(shí)別標(biāo)簽的整體阻抗，使所述無源超高頻射頻識(shí)別標(biāo)簽的整體阻抗與天線的阻抗相匹配；

所述無源超高頻射頻識(shí)別標(biāo)簽，其用于基于阻抗匹配從天線中獲取最大的能量，并完成對(duì)能量的射頻識(shí)別。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明在無源超高頻射頻識(shí)別標(biāo)簽的芯片端進(jìn)行阻抗調(diào)整，可以較大頻率范圍及不同的電路工作狀態(tài)和工作距離改變時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整無源超高頻射頻識(shí)別標(biāo)簽的整體阻抗，使得無源超高頻射頻識(shí)別標(biāo)簽負(fù)載阻抗與天線內(nèi)部阻抗互相匹配，實(shí)現(xiàn)最大功率收集，從而提高無源超高頻射頻識(shí)別標(biāo)簽在不同工作狀態(tài)下的工作距離。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。