本发明专利技术涉及一种应用于密集布放场景下的RFID标签及其互阻设计方法。设计得到的RFID标签包括介质基板、其上的金属微带天线和芯片，所述金属微带天线由一对辐射贴片、一对弯折辐射臂和一个谐振匹配环组成。所述的一对辐射贴片呈矩形状；所述的一对弯折辐射臂，呈“弓”字形，两边各计10次弯折；所述的谐振匹配环呈∏形，两条纵向臂和馈线相连，馈线焊接在芯片的正负两极，采用单端口连接方式。该RFID标签利用互阻抗设计方法，以减小RFID标签间的互相耦合。本发明专利技术制作的RFID标签，在工作频率内，最大传输系数为0.8，最大增益为2.28dbi，最远读取距离为10m，具有较宽的覆盖范围。且在920MHz，RFID标签间距2mm时，产生的互阻抗小于50欧姆，具有良好的多RFID标签识别能力。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种应用于密集布放场景下的RFID标签及其互阻设计方法。设计得到的RFID标签包括介质基板、其上的金属微带天线和芯片，所述金属微带天线由一对辐射贴片、一对弯折辐射臂和一个谐振匹配环组成。所述的一对辐射贴片呈矩形状；所述的一对弯折辐射臂，呈“弓”字形，两边各计10次弯折；所述的谐振匹配环呈∏形，两条纵向臂和馈线相连，馈线焊接在芯片的正负两极，采用单端口连接方式。该RFID标签利用互阻抗设计方法，以减小RFID标签间的互相耦合。本专利技术制作的RFID标签，在工作频率内，最大传输系数为0.8，最大增益为2.28dbi，最远读取距离为10m，具有较宽的覆盖范围。且在920MHz，RFID标签间距2mm时，产生的互阻抗小于50欧姆，具有良好的多RFID标签识别能力。【专利说明】一种应用于密集布放场景下的RFID标签及其互阻设计方 法
本专利技术涉及无线射频识别领域，特别是涉及一种应用于密集布放场景下的RFID 标签及其互阻设计方法。
技术介绍
射频识别技术（RFID)利用无线射频传输方式，在阅读器和标签间建立非接触式双 向通信。该系统主要由后端处理单元--阅读器和前端响应单元--标签共同组成。按供 电方式，标签可分为有源、无源、半有源三类；按天线设计方式，有偶极子天线、微带天线、缝 隙天线等；按系统工作模式，有适用于低频、高频的电磁耦合模式标签和适用于超高频、微 波频段的反向散射模式标签两类。 应用于超高频（860M-960M)的RFID系统通信链路，分为阅读器天线到标签的前向 链路和标签反向散射至阅读器天线的后向链路。在前向链路中，阅读器天线发出射频信号， 标签天线接收能量，并根据天线和芯片的匹配关系，传递能量至芯片，从而激活芯片。在后 向链路中，标签通过改变芯片阻抗方式，调制射频载波，将携带数据的电磁波反向散射回阅 读器天线。依据前后向链路通信距离的比较，可计算得出RFID标签在读取过程中的主要受 限因素。 目前针对多标签群读的研究比较少，评判性能好坏的标准也不一，主要有多标签 下，标签整体的读取率和目标标签所需的最小发射功率两类。 目前商用的RFID标签，在单枚应用下，可读取距离能达到3米以上，相较于传统的 条形码，应用性更强；但在标签密集布放场景中，物品间间距只有几厘米，甚至几毫米。如档 案馆和图书馆中，针对厚度薄、间距密的大量纸质材料，利用RFID系统实现远距离无误读 取时，往往发生严重的标签漏读现象，降低了系统工作效率。多标签密集布放场景下，标签 的群读成为了现今阻碍RFID技术不断扩大的一个关键问题。因而，设计制作能准确无误、 并高效地读取芯片信息的RFID标签，将在今后的RFID领域中，有着不容忽视的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，针对现有RFID技术存在的缺陷，提供一种应用于密集布放场 景下的RFID标签及其互阻设计方法。设计制作的RFID标签工作于超高频920MHz，不仅单 枚时，最大读取距离远至l〇m ;且在多枚RFID标签密集布放下，RFID标签间产生的互阻抗 小，所需读取功率低，提高了系统的可靠性。 本专利技术采用的技术方案如下： 一种应用于密集布放场景下的RFID标签，包括介质基板、其上的金属微带天线和芯 片，其特征在于：所述金属微带天线的结构是由一对辐射贴片、一对弯折辐射臂和一个谐振 匹配环组成，通过调节整体长度提升天线的增益，获得更多的电磁辐射能量；调节天线结构 参数改变天线和芯片的匹配关系，提高RFID标签传输系数，为芯片获得更多的传输能量。 所述的RFID标签，介质基板为单面矩形结构，采用PET聚丙乙烯为材质。其上的金属微带天 线使用导电材料铜，由激光在铜片上雕刻制成。所述的一对辐射贴片呈矩形状，通过与弯折 辐射臂相连，对称设置在谐振匹配环两侧，为天线提供容性阻抗，改善天线谐振频率；所述 的一对弯折辐射臂，呈"弓"字形，两边各计10次弯折，将辐射贴片和谐振匹配环相连，长短 不一的弯折线减小了天线的电长度，并提供容性和感性阻抗，可实现天线和芯片的阻抗匹 配和RFID标签的小型化；所述的谐振匹配环呈Π 形，其中横向臂和弯折辐射臂相连，两条 横向臂和馈线相连，馈线焊接在芯片的正负两极，采用单端口连接方式，谐振匹配环相当于 一个阻抗变换器，可调整RFID标签的阻抗匹配，其中横向臂的长度还可改变天线的增益。 该RFID标签设计方法，采用RFID标签互阻设计方法，应用于对上述标签进行设 计，其特征在于：根据计算公式找出RFID标签影响参数，通过Ansoft HFSS仿真软件实现参 数的优化设计，使得RFID标签密集布放时，产生的互阻抗小。具体操作步骤如下： 1)计算在多个RFID标签密集布放下，此时所需识别的RFID标签传输系数表达式，得出 公式中的影响因素。并找出对应的RFID标签影响参数。由二端口网络模型和RFID标签传 输系数τ的计算公式，可推导出在多个RFID标签密集布放下，此时所需识别的RFID标签 的传输系数A表达式，如下所示： 【权利要求】1. 一种应用于密集布放场景下的RFID标签，包括介质基板（1)、其上的金属微带天线 和芯片（5)，其特征在于：所述金属微带天线的结构是由一对辐射贴片（2-1、2-2)、一对弯 折辐射臂（3-1、3-2 )和一个谐振匹配环（4)组成；所述芯片（5 )位于谐振匹配环（4)上边框 中心点处，谐振匹配环（4)左右分别依次连接一个弯折辐射臂（3-1、3-2)和一个辐射贴片 (2-1、2-2)。2. 根据权利要求1所述的应用于密集布放场景下的RFID标签，其特征在于：所述介质 基板（1)为单面矩形结构，材质为PET聚丙乙烯。3. 根据权利要求1所述的应用于密集布放场景下的RFID标签，其特征在于：所述金属 微带天线材料为铜，由激光在铜片上雕刻制成；所述的一对辐射贴片（2-1、2-2)呈矩形状， 通过与弯折辐射臂（3-1、3-2)相连，对称设置在谐振匹配环（4)两侧；所述的一对弯折辐射 臂（3-1、3-2)呈"弓"字形，两边各计10次弯折，将辐射贴片（2-1、2-2)和谐振匹配环（4) 相连，长短不一的弯折线可实现RFID标签的阻抗匹配和小型化；所述的谐振匹配环（4)呈 TI形，其中横向臂和弯折辐射臂相连，两条横向臂和馈线（6-1、6-2)相连，馈线焊接在芯片 (5)的正负两极，采用单端口连接方式。4. 一种应用于密集布放场景下的RFID标签的互阻设计方法，应用于对权利要求1所 述的应用于密集布放场景下的RFID标签进行设计，其特征在于：采用RFID标签互阻设计方 法，根据计算公式找出RFID标签影响参数，通过AnsoftHFSS仿真软件实现参数的优化设 计，使得RFID标签密集布放时，产生的互阻抗小，具体操作步骤如下： 计算在多个RFID标签密集布放下，此时所需识别的RFID标签传输系数表达式，得出公 式中的影响因素，并找出对应的RFID标签影响参数； 选取合适的芯片用于RFID标签制作； 通过AnsoftHFSS仿真软件实现RFID标签影响参数的优化设计。5. 根据权利要求4所述的应用于密集布放场景下的RFID标签的互阻设计方法，其特征 在于：所述步本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种应用于密集布放场景下的RFID标签，包括介质基板（1）、其上的金属微带天线和芯片（5），其特征在于：所述金属微带天线的结构是由一对辐射贴片（2‑1、2‑2）、一对弯折辐射臂（3‑1、3‑2）和一个谐振匹配环（4）组成；所述芯片（5）位于谐振匹配环（4）上边框中心点处，谐振匹配环（4）左右分别依次连接一个弯折辐射臂（3‑1、3‑2）和一个辐射贴片（2‑1、2‑2）。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：孟春阳，彭昌友，任秀方，李帅，田海燕，陈文涛，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海;31
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