一種基于標簽集的無源uhf rfid雙天線標簽的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于射頻識別技術與天線技術領域，特別涉及無源UHF RFID標簽的雙天線技術。
【背景技術】
[0002]RFID(射頻識別)技術利用射頻信號進行非接觸式雙向通信，自動識別目標對象并獲取相關信息數據已成功應用于生產制造、物流倉儲、交通運輸、醫療衛生、公共安全等各個領域。它利用射頻信號的空間耦合實現無接觸式數據傳遞，并通過信息的相互傳遞達到識別對象的目的。
[0003]在超高頻和微波射頻識別系統中，無源標簽與閱讀器之間的能量傳遞以及通信方式為反向散射調制，即當電子標簽進入閱讀器的工作區域時，閱讀器發射的一部分能量被電子標簽吸收，另一部分能量以不同的強度散射到各個方向，散射的部分能量被閱讀器天線接收，通過對接收信號的放大和處理，便可得到電子標簽的相關信息。
[0004]目前，對RFID系統識別區域的研究主要集中在系統最大讀取距離和最大路徑連通可讀區域兩個方面。前者重點討論閱讀器可識別標簽的最遠距離，未考慮由于天線極化失配和多徑等因素造成的盲區；后者考慮了盲區的影響，但所給出的識別區域模型未涵蓋路徑不連通的可讀區域，造成系統資源浪費，采用目標區域識別率可有效評估RFID系統的識別性能。
[0005]現有的無源RFID電子標簽主要采用單天線結構，在無源RFID電子標簽與閱讀器通信時，由于相對位置的不同，標簽天線與閱讀器天線之間會產生極化失配，影響系統識別率。標簽集方法，即對目標物貼附多個標簽，且標簽與閱讀器天線相對方位不同使得目標物處于任意方位時，均有標簽與閱讀器天線處于極化最優或近似最優匹配，確保目標物被識另IJ，從而提高系統目標區域識別率。標簽集的優化方法提高了 RFID系統目標區域識別率，方法結構簡單，對閱讀器天線波束圖和布置方式無特殊要求，易于快速部署。然而，標簽集的優化增加了標簽數量，閱讀次數明顯增加，目標識別率雖然提高，但以系統成本為代價。為提高UHF RFID系統識別率，常采用單閱讀器多天線布置方案或多閱讀器共同掃描目標區域方案，但多天線間存在相干多徑干擾影響，又使得目標區域內產生新的盲區，使用不當反而減小目標區域識別率，并且對已掃描區域二次掃描增加閱讀器總功耗。
[0006]識別區域大小、目標識別率、成本等問題尚需解決，但現有技術仍存在一些缺點與不足。
【發明內容】
[0007]針對現有技術存在的缺點和不足，為實現無源UHF RFID標簽遠距離通信，提高目標區域識別率，本發明提供了一種基于標簽集的無源UHF RFID雙天線標簽，所述技術方案如下:
[0008]基于標簽集的無源UHF RFID雙天線標簽，包括:雙天線和標簽芯片。
[0009]所述雙天線為兩偶極子天線，二者正交極化，互不干擾，垂直放置大幅度減小耦合，采用折合偶極子天線類型可縮小標簽體積，以滿足標簽空間需求；
[0010]所述標簽芯片具有兩個通信端口，用以射頻信號的接收與發送，標簽芯片共用整流器，每個端口擁有各自調制器和解調器，對接收到的信號分別解調與調制；
[0011]所述雙天線與標簽芯片端口均阻抗匹配，以滿足標簽正常工作；
[0012]所述雙天線共同為標簽芯片提供能量，但通信相互隔離，互不影響。
[0013]通過采用正交極化的雙天線減小了標簽天線與閱讀器天線之間的極化失配損失。例如，在目標物上貼附該標簽，若一天線因極化失配使標簽芯片不能被激活，則另一天線為極化最優匹配，標簽芯片被激活，保證了正常通信。另外，采用雙端口標簽芯片的兩次信號處理，保證了通信質量。因此，所述電子標簽在標簽集的基礎上采用雙天線技術可以增加識別距離，提高目標區域識別率，在UHF RFID系統中應用前景廣闊。
【附圖說明】
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[0014]為了更清楚的說明發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一個實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造勞動性的前提下，還可以根據附圖獲得其他的附圖。
[0015]圖1是本發明雙天線結構示意圖；
[0016]圖2是本發明雙端口標簽芯片功能框圖。
【具體實施方式】
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[0017]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施方式作進一步地詳細描述。
[0018]本發明的主旨是提出一種使用雙天線來實現無源標簽的通信，以解決標簽天線與閱讀器天線極化失配而引起的識別率問題，所提方法對于無源標簽距離短，識別區域小等缺點具有重要的指導意義。
[0019]下面結合附圖1、附圖2對本發明實施方式作進一步地詳細描述。
[0020]圖1是本發明雙天線結構示意圖，天線1、天線2為折合偶極子天線，兩天線同時工作，可以接收RF信號為標簽芯片提供能量，也可以與閱讀器進行反向散射通信。參照圖1，兩天線垂直放置，使其正交極化，減小相互耦合，互不干擾。折合偶極子天線兩端折疊對于阻抗的調整具有很大的空間，天線I與天線2采用小型化技術，減小了天線尺寸，對于標簽設計的小型化具有很大的意義。
[0021]圖2是本發明雙端口標簽芯片功能框圖，偶極子天線將接收到的RF信號通過整流電路與放大電路轉化成標簽芯片所需要的能量，兩天線接收到的RF信號分別解調，信號處理后對攜帶信息進行調制，并通過天線向閱讀器回應信號，以達到通信的目的。參照圖2，整流器將交流電轉化成直流電，標簽芯片進行信號的后處理，以實現與閱讀器的正常通信。基于標簽集的無源UHF RFID雙天線標簽可以解決因極化失配引起的識別遺漏問題，使標簽的識別區域擴大。
[0022]進一步地，為了適應工程設計要求，雙天線可以是其他類型天線，如微帶天線、PIFA (平面倒F天線)、以及其他偶極子天線等，具體實現時，本發明實例對此不做限制。
[0023]進一步地，為了使標簽天線和芯片更好的阻抗匹配，使標簽芯片接收到更多的能量，整流器可以采用不同的形式，具體實現時，本發明實例對此不作限制。
[0024]進一步地，芯片中調制方式可以為ASK調制、FSK調制、MSK調制等方式，具體實現時，本發明實例對此不作限制。
[0025]綜上所述，本發明涉及了一種基于標簽集的無源UHF RFID雙天線標簽，該發明將在射頻識別領域具有重要應用。
[0026]本領域技術人員可以理解附圖只是一個實施例的示意圖，上述本發明實施例序號僅僅為了描述，不代表實施例的優劣。
[0027]以上所述僅為本發明的較佳實施例，并不限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種基于標簽集的無源UHF RFID雙天線標簽，包括雙天線、標簽芯片，其特征是: 所述標簽具有雙天線結構，兩天線共同工作，互不干擾；標簽芯片具有兩個通信端口，用以射頻信號的接收與發射。2.根據權利I要求，所述雙天線為偶極子天線，其特征是二者正交極化，互不影響，兩天線也可為微帶天線、PIFA (平面倒F天線)、以及其他偶極子天線等。3.根據權利I要求，所述標簽芯片具有兩個通信端口，其特征是兩端口都可與天線相連，接受和發射射頻信號。4.根據權利I要求，所述標簽芯片共用整流器，兩端口不共用調制器和解調器。5.根據權利2、權利3要求，所述雙天線與標簽芯片端口均阻抗匹配，以滿足標簽正常工作。
【專利摘要】本發明涉及了一種基于標簽集的無源UHF？RFID雙天線標簽，屬于射頻識別技術與天線技術領域。所述標簽包括雙天線和標簽芯片；雙天線為兩偶極子天線，二者正交極化，互不干擾，垂直放置大幅度減小耦合，采用折合偶極子天線類型可縮小標簽體積，以滿足標簽空間需求；標簽芯片具有兩個通信端口，用以射頻信號的接收與發送。本發明減小了因極化失配引起的損耗，提高了標簽接收的能量，增加了標簽的通信距離，提高了系統目標區域識別率，在UHF？RFID系統中應用前景廣闊。
【IPC分類】G06K19/077
【公開號】CN105184355
【申請號】CN201510632288
【發明人】李建雄, 陳明省, 韓曉迪, 馮鑫, 史偉光
【申請人】天津工業大學
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年9月29日