基于saw無源測溫芯片的智能電子標簽的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種具有識別和測溫功能的基于SAW無源測溫芯片的智能電子標簽。包括螺旋天線、PCB板、SAW溫度傳感器，螺旋天線上部的圈數(shù)為2.5圈，與螺旋天線為一體的底部為垂直站立點，SAW溫度傳感器焊接在PCB板上，螺旋天線通過垂直站立點焊接在PCB板上，效果是：螺旋天線比現(xiàn)有技術中的螺旋天線的剖面更低，實現(xiàn)了標簽的小型化設計目標；優(yōu)化后螺旋天線采用底部站立點的形式與PCB板相連接，使標簽實現(xiàn)了螺旋天線與微帶天線的雙諧振結構，并且螺旋天線與微帶天線在同一點饋電，從而使得天線與芯片之間的匹配效果更好，可以省掉添加匹配電路這一步驟，同時也就消除了匹配電路損耗的部分能量?？傊档土藰撕灥哪芰繐p耗，增加了有效信號的回波延續(xù)時間。
【專利說明】 基于SAW無源測溫芯片的智能電子標簽
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及聲表面波射頻識別技術(SAW-RFID)，特別是涉及了一種具有識別和測溫功能的基于SAW無源測溫芯片的智能電子標簽。
【背景技術】
[0002]射頻識別技術是20世紀90年代開始興起，近年來開始逐漸走向成熟的一種自動識別技術。射頻識別技術是一項利用射頻信號通過空間耦合實現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達到識別目的技術。該技術以非接觸式、存儲量大、識別速度快、距離遠、可多卡識別等優(yōu)點而得到越來越廣泛的應用。隨著RFID技術成熟與RFID標簽成本的下降，逐步呈現(xiàn)一些具有實際應用價值的發(fā)展趨勢，其中之一是RFID與溫度傳感器相結合。目前在礦井生產(chǎn)安全檢測系統(tǒng)中，普遍是用電纜線傳輸采集到的溫度值，而電纜線很容易被拉脫、拉斷、擦破，從而引起電火花觸發(fā)瓦斯而引起礦難，把溫度傳感器與RFID技術結合起來，不僅可以進行自動識別而且可以形成一種串行數(shù)據(jù)采集無線傳輸?shù)姆绞?，使得整個檢測裝置體積很小，可以省去大量的布線工作。
[0003]在無源超高頻RFID系統(tǒng)中，標簽由于自身沒有電源，其芯片所需要的維持和激勵標簽工作的能量均來自所捕獲的閱讀器發(fā)送的電磁功率，為此標簽天線接收到的功率是否能夠使標簽芯片正常工作就顯得尤為重要。在標簽天線的設計中，通常要求天線與芯片之間實現(xiàn)最大功率傳輸，以實現(xiàn)標簽與閱讀器之間的良好通訊，因此天線與芯片之間的阻抗匹配設計就顯得更為重要。
[0004]現(xiàn)有技術中無源超高頻RFID系統(tǒng)中的螺旋天線一般采用底部全焊接的形式與PCB板相連接，螺旋天線的圈數(shù)較多為3.75圈，并且螺旋天線想要達到要求的帶寬就必須設計匹配電路，從而增加了接收能量的損耗，造成其饋電方式的標簽能量損耗較大，從而導致有效回波信號延續(xù)時間短，不利于信號的采集與處理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于上述現(xiàn)有技術現(xiàn)狀，本發(fā)明提供一種基于SAW無源測溫芯片的智能電子標簽優(yōu)化設計。該標簽在優(yōu)化設計之后，無論是諧振點的能量值還是有效信號的回波時長比優(yōu)化設計之前有明顯的提高。
[0006]本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，所采取的技術方案是:一種基于SAW無源測溫芯片的智能電子標簽，包括螺旋天線、PCB板、SAW溫度傳感器，其特征在于:所述螺旋天線上部的圈數(shù)為2.5圈，與螺旋天線為一體的底部為垂直站立點，所述SAW溫度傳感器焊接在PCB板上，所述螺旋天線通過垂直站立點焊接在PCB板上，實現(xiàn)了螺旋天線與微帶天線的雙諧振結構，并且螺旋天線與微帶天線在同一點饋電，從而使得天線與芯片之間的匹配效果更好，標簽的能量損耗降低。
[0007]本發(fā)明所產(chǎn)生的有益效果是:在結構方面得到很大改進，本發(fā)明優(yōu)化設計之后的螺旋天線比優(yōu)化之前現(xiàn)有技術中的螺旋天線的剖面更低，剖面低1.25個螺距，實現(xiàn)了標簽的小型化設計目標，性能上得到很大提高；在原理方面，本發(fā)明優(yōu)化后螺旋天線采用底部站立點的形式與PCB板相連接，使標簽實現(xiàn)了螺旋天線與微帶天線的雙諧振結構，并且螺旋天線與微帶天線在同一點饋電，從而使得天線與芯片之間的匹配效果更好，可以省掉添加匹配電路這一步驟，同時也就消除了匹配電路損耗的部分能量。螺旋天線采用不銹鋼材料制成，結構為螺旋結構，底部有一定的高度，以PAD的形式與PCB板相連接，從而提高了天線的輻射效率，降低了 PCB板對螺旋天線的影響。
[0008]總之，優(yōu)化設計之后的智能電子標簽用于SAW無源測溫系統(tǒng)中，從各個方面降低了標簽的能量損耗，增加了有效信號的回波延續(xù)時間，具有導熱快，美觀，方便，實用、體積小、剖面低、測量結果精確等優(yōu)點，本結構可用于倉儲管理、物流跟蹤、航空包裹、自動控制等相關領域。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明的整體總裝結構圖；
圖2是本發(fā)明的分解示意圖；
圖3是現(xiàn)有技術的整體總裝結構圖；
圖4是本發(fā)明的諧振點能量圖；
圖5是現(xiàn)有技術的諧振點能量圖；
圖6是本發(fā)明的回波信號時長圖；
圖7是現(xiàn)有技術的回波信號時長圖。
【具體實施方式】
[0010]如圖1、圖2所示，基于SAW無源測溫芯片的智能電子標簽，包括螺旋天線1、PCB板
2、SAW溫度傳感器3，螺旋天線I上部的圈數(shù)為2.5圈，與螺旋天線I為一體的底部為垂直站立點1-1，SAff溫度傳感器3焊接在PCB板2上，螺旋天線I通過垂直站立點1_1焊接在PCB板2上,實現(xiàn)了螺旋天線I與微帶天線的雙諧振結構，并且螺旋天線I與微帶天線在同一點饋電，從而使得天線與芯片之間的匹配效果更好，并且可以省掉添加匹配電路這一步驟，同時也就消除了匹配電路損耗的部分能量，標簽的能量損耗降低。
[0011]螺旋天線I采用不銹鋼材料制成。
[0012]如圖3所示，現(xiàn)有技術的螺旋天線I采用底部完全焊接的形式與PCB板2相連接。
[0013]參照圖4、圖5，基于SAW無源測溫芯片的智能電子標簽優(yōu)化設計之前與之后在諧振點的能量圖，其橫坐標表示計算諧振頻率的點數(shù)N (F=Fs- (N*8333333/2048+8333333) +10700000 (Hz))，縱坐標表示能量值大小。對比圖4、圖5智能電子標簽在相同的諧振頻率條件下，本發(fā)明采用螺旋天線通過垂直站立點焊接在PCB板上的饋電方式的標簽能量值為1037，現(xiàn)有技術采用螺旋天線底部全焊接的形式與PCB板相連接的饋電方式的標簽能量值為793，現(xiàn)有技術明顯比本發(fā)明的標簽能量小。
[0014]參照圖6、圖7，基于SAW無源測溫芯片的智能電子標簽優(yōu)化設計之前與之后回波信號時長圖，橫坐標表示計算回波時間點數(shù)N (T=N/8333333(s))，縱坐標表示回波能量值。對比圖6、圖7標簽在相同的芯片條件下，兩種不同饋電方式的標簽回波起始時間大約都在四十點附近，本發(fā)明采用螺旋天線通過垂直站立點焊接在PCB板上的饋電方式的標簽回波能量延續(xù)時間大約在300點開始降低，現(xiàn)有技術采用螺旋天線底部全焊接的形式與PCB板相連接的饋電方式的標簽回波能量延續(xù)時間在200點開始降低，本發(fā)明標簽結構優(yōu)化之后明顯比現(xiàn)有技術優(yōu)化之前的回波能量延續(xù)時間要長。通過圖4與圖5和圖6與圖7的對比得知，本發(fā)明優(yōu)化標簽結構之后能夠有效的接收讀卡器天線發(fā)射的電磁波，天線與芯片之間能夠?qū)崿F(xiàn)更大的傳輸功率，提高了標簽天線的RCS值與識別距離，實現(xiàn)了標簽與讀卡器之間的良好通訊。兩種設計在饋電方式上有明顯不同。
【權利要求】
1.一種基于SAW無源測溫芯片的智能電子標簽，包括螺旋天線(1)、PCB板(2)、SAW溫度傳感器(3)，其特征在于:所述螺旋天線(I)上部的圈數(shù)為2.5圈，與螺旋天線(I)為一體的底部為垂直站立點(1-1 )，所述SAW溫度傳感器(3)焊接在PCB板(2)上，所述螺旋天線(I)通過垂直站立點(1-1)焊接在PCB板(2)上，實現(xiàn)了螺旋天線(I)與微帶天線的雙諧振結構，并且螺旋天線(I)與微帶天線在同一點饋電，從而使得天線與芯片之間的匹配效果更好，標簽的能量損耗降低。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于SAW無源測溫芯片的智能電子標簽，其特征在于:所述螺旋天線(I)采用不銹鋼材料制成。
【文檔編號】G06K19/077GK103489030SQ201310498269
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年10月22日 優(yōu)先權日:2013年10月22日
【發(fā)明者】李鴻儒, 于麗娟, 李彪 申請人:天津七一二通信廣播有限公司, 北京華龍通科技有限公司