[發明專利]RFID標簽天線阻抗測試方法

有效

• 申請號: 202011195509.8
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112394227B
• 公開（公告）日: 2023-10-27
• 發明（設計）人: 鄧欣;袁紅剛;婁寧;何華武;閆善勇
• 申請（專利權）人: 西南電子技術研究所(中國電子科技集團公司第十研究所)
• 主分類號: G01R27/02
• 分類號: G01R27/02;G01R31/52;G01R31/54;G01R35/00;G06K19/07
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 劉凱

本發明公開的一種RFID射頻識別標簽天線阻抗測試方法，旨在提供一種快速、簡便，能夠較為準確地測試RFID標簽天線阻抗的方法。本發明通過下述技術方案實現：首先對矢量網絡分析儀進行自身校準，在矢量網絡分析儀上連接測試夾具，建立雙端口差分測試模型，代替傳統天線阻抗測試的單端口測試模型，將延伸結構與矢量網絡分析儀通過同軸線進行連接，然后對有開路校準和短路校準的兩種模式進行測量，選擇兩種模式的平均值；完成上述一系列校準以及端口遷移后，將待測標簽天線與測試夾具進行焊接，從矢量網絡分析儀中得到所需要的相關測試S參數，將數據導出到仿真計算數學軟件Matlab中進行數據處理，得到測試的天線阻抗。

技術領域

本發明涉及一種射頻識別RFID(Radio Frequency Identification)抗金屬微帶標簽天線標簽的測試方法，尤其是涉及測試RFID標簽天線阻抗的方法。

背景技術

隨著RFID行業的不斷發展壯大，RFID標簽的應用范圍越來越廣，對RFID標簽的應用和需求量也越來越大，對RFID標簽的要求也越來越嚴格。RFID無線射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術，它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據，識別工作無須人工干預，可工作于各種惡劣環境。RFID技術依靠電磁波，并不需要連接雙方的物理接觸。這使得它能夠無視塵、霧、塑料、紙張、木材以及各種障礙物建立連接，直接完成通信。電子標簽與閱讀器之間通過耦合元件實現射頻信號的空間(無接觸)耦合；在耦合通道內，根據時序關系，實現能量的傳遞和數據交換。在標簽天線技術涌現之前，小天線的測量都是基于50歐姆的系統，這種方法并不能準確測量，所以標簽天線的阻抗是標簽測試的重點以及難點。通過測量一方面可以驗證仿真的正確性，另一方面由于標簽天線不同于一般的50歐姆簡單連接同軸測量方法，具有一定的難度，而標簽的性能依賴于兩個因素，阻抗匹配和天線增益，所以對于阻抗的準確測量研究是非常重要的。

RFID標簽天線分為高頻HF和超高頻UHF，HF的天線通常可忽略介電影響，可直接通過電橋或阻抗分析儀測量其電感及分布電容。UHF標簽天線的精確測量較難實現，通常以等效測量方式以實現。

RFID標簽天線的設計通常指在給定天線工藝條件下，針對具體應用要求，在規定尺寸范圍內進行設計與芯片相匹配的天線。在實際設計工程中主要解決規定的尺寸范圍及工作環境件下天線的輸入阻抗與芯片在工作頻段達到共軛匹配的問題。但標簽天線會因加工工藝的偏差而產生參數偏差，芯片在綁定工藝中也會因綁定工藝產生不同的分布電容值，所以標簽天線與芯片的匹配性往往與設計存在一定偏差。同時，為了優化匹配性，通常還要做匹配性測量。傳統的RFID測試方式，首先在天線上，使用網絡分析儀(VNA)去測試是沒辦法測試出功率等級的變換，VNA測量出來的S參數是否有錯誤并不能通過VNA直接能檢查出來，由于被測件的多樣性，使得矢量網絡分析儀校準種類繁多，操作者容易出現誤區。有時候校準出來的結果看起來很“漂亮”，但其實是錯誤值。其次是不能接收讀寫器發出不同指令的能量，同時當天線和芯片匹配在一起時，會發生輸入阻抗的變化。再次在協議上，使用頻譜分析儀去測試，標簽性能如激活功率、讀取范圍、讀寫器接收靈敏度、讀寫器和標簽仿真等問題都沒辦法測試。而如果使用矢量信號源+示波器+頻譜分析儀+軟件等方式去測試，不僅程序復雜而且價格也很高。標簽及標簽芯片的測試方式，一是性能測試，它會涉及到校準及環境、激活功率、反向功率等，當測試所選擇的天線、指令(Query、ReadEPC)、發射功率設置及擺放位置的不同，也會導致測試結果的不相同；二是方向性測試，不同角度的標簽導致其性能差別很大。

RFID標簽天線由標簽芯片直接饋電，是一種平衡式天線結構，同軸線為不平衡饋電結構，所以平衡天線的阻抗不能夠被一般的非平衡的測量方法直接測量。標簽天線與同軸線直接相連會引起一系列后果，影響測量精度。