一種雙天線無源超高頻電子標(biāo)簽芯片的制作方法
【專利摘要】一種雙天線無源超高頻電子標(biāo)簽芯片，包括雙端口標(biāo)簽芯片、兩個(gè)正交極化的標(biāo)簽天線，兩個(gè)標(biāo)簽天線分別和標(biāo)簽芯片的兩對(duì)端口連接，雙端口標(biāo)簽芯片內(nèi)部包括兩路整流電路、兩路解調(diào)電路和兩路調(diào)制電路；其中每一個(gè)天線分別連接一路整流電路、一路調(diào)制電路和一路解調(diào)電路，兩路整流器輸出直接連接同時(shí)為標(biāo)簽芯片供電，兩路解調(diào)電路分別檢波得到包絡(luò)信號(hào)，并通過比較其DC值來判斷哪一路天線接收的信號(hào)強(qiáng)，從而產(chǎn)生天線選擇信號(hào)，天線選擇信號(hào)通過與門來選擇接收信號(hào)強(qiáng)的一路信號(hào)，并將其送入數(shù)字基帶；天線選擇信號(hào)通過與門來選擇信號(hào)強(qiáng)的一路調(diào)制器進(jìn)行信號(hào)調(diào)制，并通過這一路天線將調(diào)制信號(hào)反向散射回去。本發(fā)明提高了標(biāo)簽芯片的通信距離與通信質(zhì)量。
【專利說明】一種雙天線無源超高頻電子標(biāo)簽芯片

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于射頻識(shí)別領(lǐng)域，具體涉及一種雙天線無源超高頻電子標(biāo)簽芯片。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著物聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展，射頻識(shí)別（RFID)技術(shù)得到了大量的應(yīng)用。其中，無源超 高頻（UHF RFID)電子標(biāo)簽芯片具有準(zhǔn)確性高、存儲(chǔ)量大、可重復(fù)利用、非接觸讀寫、可識(shí)別 高速運(yùn)動(dòng)物體、識(shí)別碼唯一、可同時(shí)識(shí)別多個(gè)識(shí)別對(duì)象等優(yōu)點(diǎn)，具有非常廣闊的應(yīng)用市場。
[0003] 射頻識(shí)別技術(shù)是一種利用射頻信號(hào)通過電磁波在空間中的電磁耦合實(shí)現(xiàn)無接觸 的信息通信，并通過所傳遞的信息達(dá)到自動(dòng)識(shí)別目的的一種技術(shù)。
[0004] 電子標(biāo)簽作為標(biāo)識(shí)信息的載體，是射頻識(shí)別系統(tǒng)中不可缺少的一部分。按照有無 電池可分為有源，半有源，無源三種，按照工作頻率可分為低頻（LF，125KHz、134KHz)、高頻 (HF, 13. 56MHz)、超高頻（UHF, 433MHz、860MHz ?960MHz)和微波（MW, 2. 45GHz、5. 8GHz)頻 段。
[0005] 無源UHF RFID標(biāo)簽工作距離遠(yuǎn)，所以它工作在閱讀器所發(fā)射電磁場的遠(yuǎn)場，標(biāo)簽 和閱讀器之間的能量傳遞基于無線功率傳輸模型。
[0006] 無源UHF RFID標(biāo)簽與閱讀器之間的信號(hào)通信是基于反向散射技術(shù)，即通過反射閱 讀器發(fā)送的一部分能量來實(shí)現(xiàn)信號(hào)的通信。
[0007] 然而，現(xiàn)有技術(shù)存在以下不足：
[0008] 現(xiàn)有的無源UHF RFID電子標(biāo)簽主要采用單天線和雙天線兩種方式，單天線模式受 天線極化和方向性的影響，縮短了標(biāo)簽的工作距離，而目前采用的雙天線模式，主要用于增 加標(biāo)簽接收能量，只利用單天線進(jìn)行信號(hào)通信，這仍然在一定程度上限制了標(biāo)簽的通信距 離。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種雙天線無源超高頻電子標(biāo)簽芯片，以 提高標(biāo)簽的通信距離與通信質(zhì)量。
[0010] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
[0011] 一種雙天線無源超高頻電子標(biāo)簽芯片，包括雙端口標(biāo)簽芯片、兩個(gè)正交極化的標(biāo) 簽天線，兩個(gè)標(biāo)簽天線分別和標(biāo)簽芯片的兩對(duì)端口連接，雙端口標(biāo)簽芯片內(nèi)部包括兩路整 流電路、兩路解調(diào)電路和兩路調(diào)制電路；其中每一個(gè)天線分別連接一路整流電路、一路調(diào)制 電路和一路解調(diào)電路，兩路整流器輸出直接連接同時(shí)為標(biāo)簽芯片供電，兩路解調(diào)電路分別 檢波得到包絡(luò)信號(hào)，并通過比較其DC值來判斷哪一路天線接收的信號(hào)強(qiáng)，從而產(chǎn)生天線選 擇信號(hào)，天線選擇信號(hào)通過與門來選擇接收信號(hào)強(qiáng)的一路信號(hào)，并將其送入數(shù)字基帶；天線 選擇信號(hào)通過與門來選擇信號(hào)強(qiáng)的一路調(diào)制器進(jìn)行信號(hào)調(diào)制，并通過這一路天線將調(diào)制信 號(hào)反向散射回去。具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，雙天線可以單端連接也可以差分連接。
[0012] 本發(fā)明中：所述的兩路整流電路分別將兩路天線中接收射頻能量的能量轉(zhuǎn)換成直 流能量；所述的兩路解調(diào)電路分別將從天線接收的已調(diào)制射頻信號(hào)中解調(diào)出調(diào)制信號(hào)；所 述的兩路調(diào)制電路都能接收數(shù)字基帶返回的數(shù)據(jù)，并通過反向散射的方式將信號(hào)調(diào)制。
[0013] 所述的標(biāo)簽芯片的工作模式的特征為：其內(nèi)部的兩路整流電路一直工作，并將能 量注入同一儲(chǔ)能電容中為標(biāo)簽芯片供電。
[0014] 所述的標(biāo)簽芯片的工作模式的特征為：比較兩路解調(diào)電路檢波得到的包絡(luò)信號(hào)的 DC值來判斷天線的接收信號(hào)的強(qiáng)弱，產(chǎn)生一個(gè)天線選擇信號(hào)，天線選擇信號(hào)控制只將信號(hào) 強(qiáng)的一路解調(diào)信號(hào)傳輸給數(shù)字基帶，同時(shí)控制調(diào)制信號(hào)也通過這一路天線發(fā)送出去。
[0015] 本發(fā)明技術(shù)方案的有益效果：
[0016] 所述的標(biāo)簽芯片使用雙天線增加了標(biāo)簽接收能量；標(biāo)簽芯片自動(dòng)判斷天線接收信 號(hào)的強(qiáng)弱，從而只使用信號(hào)強(qiáng)的一路調(diào)制解調(diào)信號(hào)，增加了通信距離，并且避免了兩路天線 同時(shí)接收發(fā)送信號(hào)帶來的串?dāng)_，提高了通信質(zhì)量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 圖1是本發(fā)明的雙天線標(biāo)簽芯片天線連接示意圖。
[0018] 圖2為本發(fā)明的雙天線標(biāo)簽芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019] 圖3為本發(fā)明的雙天線工作狀態(tài)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí) 施例進(jìn)行詳細(xì)描述，但不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。
[0021] 本發(fā)明提出了一種雙天線無源超高頻電子標(biāo)簽芯片，包括雙端口標(biāo)簽芯片、兩個(gè) 正交極化的標(biāo)簽天線，兩個(gè)標(biāo)簽天線分別和標(biāo)簽芯片的兩對(duì)端口連接，雙端口標(biāo)簽芯片內(nèi) 部包括兩路整流電路、兩路解調(diào)電路和兩路調(diào)制電路。其中，雙解調(diào)器將從雙天線中接收的 射頻信號(hào)分別解調(diào)出來，通過比較檢波得到的包絡(luò)信號(hào)的DC信號(hào)幅度來自動(dòng)判斷天線接 收信號(hào)的強(qiáng)弱，只將信號(hào)強(qiáng)的一路解調(diào)信號(hào)傳輸給數(shù)字基帶，同時(shí)調(diào)制返回信號(hào)時(shí)也只使 用信號(hào)強(qiáng)的一路天線發(fā)送，避免了兩路天線同時(shí)接收發(fā)送信號(hào)帶來的串?dāng)_。這樣既提高了 通信距離，又保證了通信質(zhì)量。
[0022] 參考圖1，本發(fā)明提出的雙天線無源超高頻電子標(biāo)簽芯片包括：雙端口標(biāo) 簽芯片、兩個(gè)正交極化的標(biāo)簽天線；兩個(gè)標(biāo)簽天線分別和標(biāo)簽芯片兩對(duì)端口連接 (101，102, 103, 104)。
[0023] 具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，雙天線可以單端連接也可以差分連接，本發(fā)明實(shí)例對(duì)此不做限制。
[0024] 參考圖2,雙端口標(biāo)簽芯片內(nèi)部包括：兩路整流電路，兩路解調(diào)電路，兩路調(diào)制電 路；其中每一個(gè)天線（天線1、天線2)分別連接一路整流、調(diào)制、解調(diào)電路；兩路整流器輸出 直接連接同時(shí)為標(biāo)簽芯片供電；兩路解調(diào)電路通過比較檢波得到的包絡(luò)信號(hào)（201，202)的 DC值（203, 204)來判斷哪一路天線的接收信號(hào)強(qiáng)，產(chǎn)生天線選擇信號(hào)（207);天線選擇信號(hào) 通過與門來選擇接收信號(hào)強(qiáng)的一路信號(hào)，并將其送入數(shù)字基帶；同時(shí)，天線選擇信號(hào)通過與 門來選擇信號(hào)強(qiáng)的一路調(diào)制器進(jìn)行信號(hào)調(diào)制，并通過這一路天線將調(diào)制信號(hào)（205, 206)反 向散射回去；
[0025] 為了避免兩路天線信號(hào)相差很小使天線選擇信號(hào)不穩(wěn)定的情形，在信號(hào)調(diào)制過程 中，數(shù)字基帶發(fā)送控制信號(hào)使天線選擇信號(hào)不再發(fā)送改變。具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，本發(fā)明實(shí)例對(duì)此不 做限制。
[0026] 參考圖3,表示本發(fā)明天線工作時(shí)的一種具體工作狀態(tài)。標(biāo)簽在接收信號(hào)時(shí)，兩路 解調(diào)器產(chǎn)生的DC信號(hào)（303, 304)比較，如果天線1信號(hào)強(qiáng)，比較得到的天線選擇信號(hào)（307) 為"1"，經(jīng)過與非門后只有天線1解調(diào)后的信號(hào)（301)才傳輸?shù)綌?shù)字基帶；在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)， 數(shù)字控制信號(hào)（308)使天線選擇信號(hào)（307)保持不變，兩路調(diào)制信號(hào)（305, 306)經(jīng)過與門 后，只有調(diào)制信號(hào)（305)使用天線1發(fā)送出去；虛線表示信號(hào)不傳輸。
[0027] 具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，本發(fā)明實(shí)例對(duì)射頻識(shí)別系統(tǒng)的通信協(xié)議，閱讀器不做限制。
[0028] 具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，本發(fā)明實(shí)例可以是偶極子天線，本發(fā)明實(shí)例對(duì)此不做限制。
[0029] 綜上所述，本發(fā)明提供了 一種用于提高工作距離和通信質(zhì)量的雙天線超高頻電子 標(biāo)簽芯片，它在提高接收能量的同時(shí)提高信號(hào)接收強(qiáng)度，從而提高了標(biāo)簽芯片通信距離，另 夕卜，它避免了雙天線同時(shí)接收和發(fā)送數(shù)據(jù)帶來的信號(hào)串?dāng)_問題，提高了標(biāo)簽接收通信質(zhì)量。 因此，本發(fā)明能夠促進(jìn)無源超高頻電子標(biāo)簽芯片的應(yīng)用，產(chǎn)生巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
[0030] 以上所述僅為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例，并不限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之 內(nèi)，所作的任何修改，等同替換，改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種雙天線無源超高頻電子標(biāo)簽芯片，其特征在于，包括雙端口標(biāo)簽芯片、兩個(gè)正交 極化的標(biāo)簽天線，兩個(gè)標(biāo)簽天線分別和標(biāo)簽芯片的兩對(duì)端口連接，雙端口標(biāo)簽芯片內(nèi)部包 括兩路整流電路、兩路解調(diào)電路和兩路調(diào)制電路；其中每一個(gè)天線分別連接一路整流電路、 一路調(diào)制電路和一路解調(diào)電路，兩路整流器輸出直接連接同時(shí)為標(biāo)簽芯片供電，兩路解調(diào) 電路分別檢波得到包絡(luò)信號(hào)，并通過比較其DC值來判斷哪一路天線接收的信號(hào)強(qiáng)，從而產(chǎn) 生天線選擇信號(hào)，天線選擇信號(hào)通過與門來選擇接收信號(hào)強(qiáng)的一路信號(hào)，并將其送入數(shù)字 基帶；天線選擇信號(hào)通過與門來選擇信號(hào)強(qiáng)的一路調(diào)制器進(jìn)行信號(hào)調(diào)制，并通過這一路天 線將調(diào)制信號(hào)反向散射回去。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙天線無源超高頻電子標(biāo)簽芯片，其特征在于，兩個(gè)天 線采用單端連接或者差分連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種雙天線無源超高頻電子標(biāo)簽芯片，其特征在于，所述 的兩路整流電路分別將兩路天線中接收射頻能量的能量轉(zhuǎn)換成直流能量；所述的兩路解調(diào) 電路分別將從天線接收的已調(diào)制射頻信號(hào)中解調(diào)出調(diào)制信號(hào)；所述的兩路調(diào)制電路都能接 收數(shù)字基帶返回的數(shù)據(jù)，并通過反向散射的方式將信號(hào)調(diào)制。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種雙天線無源超高頻電子標(biāo)簽芯片，其特征在于，雙端口 標(biāo)簽芯片內(nèi)的兩路整流電路一直工作,并將能量注入同一儲(chǔ)能電容中為標(biāo)簽芯片供電。
【文檔編號(hào)】G06K19/077GK104156759SQ201410349044
【公開日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月22日
【發(fā)明者】李建成, 蔡磊, 李聰, 鄭禮輝, 郭俊平, 李松亭, 王宏義, 谷曉忱, 鄭黎明, 李 浩 申請(qǐng)人:中國人民解放軍國防科學(xué)技術(shù)大學(xué), 湖南晟芯源微電子科技有限公司