超高頻rfid標籤天線、調整裝置及其調整方法

2023-05-19 09:33:56

超高頻rfid標籤天線、調整裝置及其調整方法
【專利摘要】本發明涉及一種超高頻RFID標籤天線、調整裝置及其調整方法，所述超高頻RFID標籤天線包括襯底和襯底上的天線，所述天線包括第一導體和第二導體，還包括一連接在所述第一導體和第二導體之間的第一電感元件L1，用於提供所述天線的所需操作頻率範圍。所述調整裝置包括所述第一導體和第二導體上分別引出的連接導體線，在所述連接導體線在所述第一導體和第二導體之間串聯一個調節元件，以調整所述天線頻率維持在所需操作頻率範圍內。本發明用第一電感元件以取代原有等效電感天線結構，使得所述超高頻RFID標籤天線在產品開發時快速完成設計，通過連接導體線，在產品調試中通過串聯調節元件調整天線參數，以適應應用場景下電磁環境的變化。
【專利說明】超高頻RFID標籤天線、調整裝置及其調整方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及無線電領域，特別涉及一種超高頻RFID標籤天線、調整裝置及其調整方法。
【背景技術】
[0002]隨著現代社會的日益進步和信息管理領域的巨大需求，射頻識別(RadioFrequency Identification, RFID)技術已經逐步應用到眾多行業,如物流與供應鏈管理、防偽和安全控制、交通管理和控制、生產管理等。RFID技術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並獲取相關數據，識別工作無需人工幹預，可工作於各種惡劣環境。RFID標籤具有體積小、容量大、壽命長、可重複使用等特點，可支持快速讀寫、非可視識別、移動識別、多目標識別、定位及長期跟蹤管理。將RFID標籤貼在靜止或移動的目標上，可高效地獲取目標信息數據。
[0003]在RFID系統中，天線是一種以電磁波形式接收或輻射無線電收發機的射頻信號功率的裝置，是標籤與讀寫器之間傳輸數據的發射、接收裝置。無線電發射機輸出的射頻信號功率，通過饋線輸送到天線本體，以電磁波形式輻射出去。電磁波到達接收地後，由天線接收下來，並通過饋線發送到無線電接收機。通常來說，RFID系統的標籤天線設計需要考慮以下因素:天線類型、天線阻抗、天線與射頻標籤集成後的射頻性能，以及有其它的物品圍繞貼標籤物品時的射頻性能。
[0004]目前，定義RFID產品的工作頻段有低頻、高頻和超高頻，其中不同頻段的RFID產品會有不同的特性和應用。具體如下:
[0005]低頻(工作頻率從125KHZ到135KHz)段內的RFID產品主要是通過電感耦合的方式進行工作，也就是在讀寫器線圈和感應器線圈間存在著變壓器耦合作用，通過讀寫器交變場的作用在感應器天線中感應的電壓被整流，可作供電電壓使用。低頻RFID標籤天線主要應用於畜牧業的管理系統、汽車防盜和無鑰匙開門系統、馬拉松賽跑系統、自動停車場收費和車輛管理系統、自動加油系統、酒店門鎖系統的應用以及門禁和安全管理系統等。
[0006]高頻(工作頻率為13.56MHz)段內的感應器不再需要線圈進行繞制，可以通過腐蝕或者印刷的方式製作天線。感應器一般通過負載調製的方式進行工作。也就是通過感應器上的負載電阻的接通和斷開促使讀寫器天線上的電壓發生變化，實現用遠距離感應器對天線電壓進行振幅調製。高頻RFID標籤天線主用應用於服裝生產線和物流系統的管理和應用、三表預收費系統、酒店門鎖的管理和應用、大型會議人員通道系統、固定資產的管理系統、醫藥物流系統的管理和應用以及智能貨架的管理等。
[0007]超高頻(工作頻率為860MHz到960MHz之間)段內的RFID主要是通過電磁場來傳輸能量，電磁場的能量下降的不是很快，但是讀取的區域不是很好進行定義。該頻段讀取距離比較遠，無源可達IOm左右。其電子標籤的天線一般是長條和標籤狀，天線有線性和圓極化兩種設計，滿足不同應用的需求。
[0008]在白色家電、小家電、小型電子廣品中，可將超聞頻RFID標籤集成在廣品原有的PCB印刷電路板上，起到以下作用:
[0009]在產品不通電的情況下，通過RFID標籤直接讀取產品信息，方便生產、配送、倉儲、零售、維修、回收等產品全生命周期中各個環節的管理；在產品通電的情況下，產品內部的邏輯電路可通過RFID標籤晶片的有線接口讀寫數據，使產品能與RFID讀寫器進行數據交換，從而實現操作和故障自動記錄和查詢，以及遙控產品的功能。
[0010]然而，超高頻RFID標籤的印刷電路板板材的電磁參數會隨不同的生產工藝、批次而不同，會影響板上RFID天線的性能；電子產品內部的結構各不相同，安裝在RFID天線附近的零件也會在不同程度上影響天線性能。
[0011]申請號為CN200480038499.X的中國專利提出了一種用於射頻識別(RFID)標籤的天線設計。該天線包括第一天線元件，其中第一天線元件包括第一導體和第二導體，以及選擇第一天線元件來提供天線的所需操作頻率範圍，以及第二天線元件，其中，將第一部分連在第一導體上，以及第二部分連在第二導體上，以及其中，選擇第二天線元件來提供天線的所需阻抗值。
[0012]申請號為CN200710119187.7的中國專利提出了一種用於超高頻射頻識別標籤的天線設計，涉及設計電容和電感耦合的標籤天線，由介電襯底和設置在介電襯底上的天線單元組成，該天線單元包括第一元件，為天線單元主體，包括第一導體和第二導體，由直線或彎折線組成，用於控制工作頻率；第二元件，為第一元件提供良好的電容性耦合，並實現一定範圍內的天線電容值可調；第三元件，位於第一元件的第二導體和第二元件組成的閉合空間裡，根據其形狀和面積以及在閉合空間內的相對位置，為第一元件提供良好的電感性耦合，並實現一定範圍內的天線電感值可調。該標籤天線能夠通過簡單調整，與不同標籤晶片實現阻抗匹配，同時保證在工作頻帶範圍內具有足夠帶寬。
[0013]上述兩種用於超高頻射頻識別標籤的天線都是通過天線單元本體來控制工作頻率，通過其它元件來調整超高頻射頻識別標籤的天線的性能，所述用於超高頻射頻識別標籤的天線在產品開發時較緩慢、天線單元設計較繁瑣，調節不夠靈活。因此，如何提供一種快速設計、簡易調整的超高頻RFID標籤天線十分必要。

【發明內容】

[0014]本發明的目的是提供一種超高頻RFID標籤天線、調整裝置及其調整方法，以快速設計超高頻RFID標籤天線且簡單的調節超高頻RFID標籤天線。
[0015]本發明的技術解決方案是一種超高頻RFID標籤天線，包括襯底和襯底上的天線，所述天線包括第一導體和第二導體，其特徵在於:還包括一連接在所述第一導體和第二導體之間的第一電感元件LI，用於提供所述天線的所需操作頻率範圍。
[0016]作為優選:所述超高頻RFID標籤天線的所需操作頻率為860MHz?960MHz。
[0017]本發明還提供一種上述超高頻RFID標籤天線的調節裝置，所述第一導體和第二導體上分別引出連接導體線，通過所述連接導體線在所述第一導體和第二導體之間串聯一個調節元件，以調整所述天線的工作頻率維持在所需操作頻率範圍。
[0018]作為優選:為提供所述天線所需操作頻率範圍的第一電感元件LI的當前電感值為L1，而目標電感值為L/，當L/大於L1時，所述調節元件為一個電容元件；當L/小於L1時，所述調節元件為一個電感元件。[0019]作為優選:所述調節元件為電容元件Cl，所述電容元件Cl的電容值
【權利要求】
1.一種超高頻RFID標籤天線，包括襯底和襯底上的天線，所述天線包括第一導體和第二導體，其特徵在於:還包括一連接在所述第一導體和第二導體之間的第一電感元件LI，用於提供所述天線的所需操作頻率範圍。
2.根據權利要求1所述的超高頻RFID標籤天線，其特徵在於:所述超高頻RFID標籤天線的所需操作頻率為860MHz?960MHz。
3.—種如權利要求1所述超高頻RFID標籤天線的調節裝置，其特徵在於:所述第一導體和第二導體上分別引出連接導體線，通過所述連接導體線在所述第一導體和第二導體之間串聯一個調節元件，以調整所述天線的工作頻率維持在所需操作頻率範圍內。
4.根據權利要求3所述的超高頻RFID標籤天線的調節裝置，其特徵在於:為提供所述天線所需操作頻率範圍的第一電感元件LI的當前電感值為L1，而目標電感值為L1^iL/大於L1時，所述調節元件為一個電容元件；當L/小於L1時，所述調節元件為一個電感元件。
5.根據權利要求4所述的超高頻RFID標籤天線的調節裝置，其特徵在於:所述調節元 件為電容元件Cl,所述電容元件Cl的電容值
6.根據權利要求4所述的超高頻RFID標籤天線的調節裝置，其特徵在於:所述調節元



件為一個電感元件L2，所述電感元件L2的電感值
7.根據權利要求3所述的超高頻RFID標籤天線的調節裝置，其特徵在於:所述超高頻RFID標籤天線的所需操作頻率為860MHz?960MHz。
8.一種超高頻RFID標籤天線的調整方法，其特徵在於:包括: 提供一超聞頻RFID標籤天線，所述超聞頻RFID標籤天線包括襯底和襯底上的天線，所述天線包括第一導體、第二導體以及連接所述第一導體和第二導體的第一電感元件LI，用於提供天線的所需操作頻率範圍； 在所述第一導體和第二導體上分別引出連接導體線； 檢測所述天線的工作頻率，當檢測到所述天線的工作頻率不在所述天線所需操作頻率範圍內時，根據第一電感元件LI的當前電感值和目標電感值，在所述第一導體和第二導體之間通過所述連接導體線串聯一個調節元件； 所述調節元件產生一個等效電感以調整所述天線的工作頻率至所述天線所需操作頻率範圍內。
9.根據權利要求8所述的超高頻RFID標籤天線的調整方法，其特徵在於:為提供所述天線所需操作頻率範圍的第一電感元件LI的當前電感值SL1，而目標電感值為L1^iL/大於L1時，所述調節元件為一個電容元件；當L/小於L1時，所述調節元件為一個電感元件。
10.根據權利要求9所述的超高頻RFID標籤天線的調整方法，其特徵在於:所述調節
元件為電容元件Cl，所述電容元件Cl的電容值
11.根據權利要求9所述的超高頻RFID標籤天線的調整方法，其特徵在於:所述調節元件為一個電感元件L2，所述電感元件L2的電感值Z2 二，1 ' , °



人I 一廣1
12.根據權利要求8所述的超高頻RFID標籤天線的調整方法，其特徵在於:所述超高頻RFID標籤天線的 所需操作頻率為860MHz?960MHz。
【文檔編號】H01Q1/38GK103427157SQ201210153117
【公開日】2013年12月4日 申請日期:2012年5月15日 優先權日:2012年5月15日
【發明者】董培良 申請人:上海華虹計通智能系統股份有限公司