[發明專利]一種基于標簽等效阻抗模型的無源射頻標簽測距技術

有效

• 申請號: 202011416680.7
• 申請日: 2020-12-07
• 公開（公告）號: CN112649784B
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: 黃勇;任江蘭
• 申請（專利權）人: 西華大學
• 主分類號: G01S1/02
• 分類號: G01S1/02;G01B7/14;G06K17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

發明名稱：一種基于標簽等效阻抗模型的無源射頻標簽測距技術摘要：本發明公開一種無源標簽內部等效阻抗測量的方法，包括：無源射頻識別標簽，無源射頻識別標簽包括偶極子天線、標簽芯片；以及一臺射頻識別閱讀器，所述射頻識別閱讀器包括頻率合成器、功率放大器、收發一體的閱讀器天線、調制解調電路等。通過測量讀寫器與標簽的最大閱讀距離，將測量距離值代入方程組解得標簽天線的等效阻抗。還公開了一種包含標簽內部相位延遲的雙頻相位差的標簽測距方法。

技術領域

本發明屬于超高頻無源射頻識別領域，具體涉及一種基于超高頻無源射頻標簽內部的等效阻抗測量的標簽與閱讀器之間距離的測量方法。

背景技術。射頻識別技術(RFID)是一種具有非接觸、成本低、體積小的優點。貼上標簽的人或物品的可視化處理需要精確的讀寫器與標簽的距離信息以便識別標簽的空間位置，在密集標簽如圖書館中圖書等位置識別中，對距離的測量要求厘米級的精度或更高，為此，必須考慮標簽內部延遲相位的影響，以提高定位精度。

傳統的標簽內部等效阻抗測試需要矢量網絡分析儀，但是矢量網絡分析儀造價昂貴。因此設計一種不需要外部設備的阻抗測量方法具有迫切的現實意義。

背景技術

本發明要解決的問題之一在于：提供一種不需要矢量網絡分析儀等外部設備、成本低、檢測方便的標簽天線或標簽芯片阻抗測量方法以及閱讀器與標簽間距離的測量方法。

本發明要解決的問題之二在于：針對現有的室內測距方法，將信號在標簽的內部延遲考慮在內，提高測距的精確性。

發明內容

一種標簽等效阻抗測量方法，無源射頻識別標簽工作在頻率范圍860MHz—960MHz，包括偶極子天線、標簽芯片。天線與芯片采用單端口連接，天線連接到芯片的一對對角焊盤。

一超高頻率的射頻識別閱讀器，所述射頻識別閱讀器包括頻率合成器、功率放大器、收發一體的閱讀器天線、調制解調電路等。

閱讀器通過改變發射頻率f_i，使得標簽中天線或芯片的等效阻抗值發生改變，從而標簽內部天線與芯片間的傳輸系數發生改變，每次測量時，如果閱讀器發射功率為P_t，i，標簽的天線接收功率P_ant，i為

其中G_t為閱讀器天線增益，λ_i為測量信號波長，G_r為標簽天線增益,d_i為閱讀器天線和標簽間的距離。

其中

圖1給出了閱讀器天線與標簽能量傳輸示意圖。圖2為現有的無源射頻識別標簽內部等效模型原理圖。

如圖2所示，標簽天線到芯片的能量傳輸系數為1-|S_i|²，其中得到芯片獲得的功率為

將(2)式帶入(3)式得

Z_ant，i與Z_chip，i分別為標簽天線、芯片的等效阻抗，可寫成實部與虛部的表示形式即Z_ant，i＝R_a+jX_a，i，Z_chip，i＝R_c-jX_c，i，其中X_a，i＝2πf_iL為天線等效電抗，為芯片等效容抗，R_a為天線等效電阻值，L為天線等效電感值。R_c為標簽芯片等效電阻值，C為芯片等效電容值。則(4)可轉化為