增加RFID标签灵敏度的方法技术

本发明专利技术涉及增加RFID标签灵敏度的方法。一种具有改善的灵敏度的射频识别（RFID）标签，其包括：天线，其接收来自RFID读取器的射频（RF）信号和无线功率。RFID标签进一步包括：电路，其改变天线的反射系数来向读取器传输被反射的信号，该被反射的信号具有当反射RF信号的相对高的量时的高反射比时段以及当反射RF信号的相对低的量时的低反射比时段。天线的反射比在高反射比时段期间是足够低的，以使得能够在高反射比时段期间进行无线功率接收。

【技术实现步骤摘要】
增加RFID标签灵敏度的方法
技术介绍
无源射频识别（RFID）标签通常由连接到天线的集成电路（IC）组成。IC常常是低功率设备，纯粹由从读取器信号采集（harvest）的RF能量来供电。标签通过改变其输入阻抗（和反射比）以及由此调制后向散射信号来对读取器进行响应。在RFID系统中，正向（读取器到标签）链路和反向（标签到读取器）链路二者都是重要的。当前的无源CMOSRFIDIC正在接近它们的开启灵敏度的基本限制，该基本限制取决于RF到DC功率转换的基于二极管的电压倍增器限制。当前最好的IC具有约-20dBm的灵敏度，该灵敏度已经被达到若干年并且并未预计进一步的灵敏度改善。通常，总体系统性能受限于标签灵敏度；换言之，标签是通信系统中最薄弱的环节。对于许多应用而言，诸如对于室内多标签多路径场景或者AVI通行收费（tolling）应用中的标签读取而言，期望更好的无源标签灵敏度。标签灵敏度上每dB的改善例如在标签的可使用范围内导致可测量的系统性能改善。在过去，已经尝试了对标签灵敏度和范围的改善。一个这样的解决方案提出了一种标签，其可以将来自正交偶极天线的两个端口的电压进行组合来获得更多标签灵敏度，但是该解决方案需要大的交叉偶极标签以及需要存在圆极化的读取器信号以便从两种极化提取功率。另一个解决方案是为了供电标签设计而避开无源标签设计，或者牺牲带宽。这些解决方案增加了标签的大小和/或需要电池更换，从而常常致使它们不适于它们的目标应用。在许多应用中，牺牲带宽也是不可接受的。传统上，已经将标签传输性能视为是最重要的。盛行的理念是标签传输性能上的缩减将缩减标签的范围。因此，尚未探索出通过牺牲标签传输性能来改善标签范围的解决方案。
技术实现思路
一种射频识别（RFID）标签包括：主天线，其接收来自RFID读取器的射频（RF）信号并且无线地采集来自RF信号的功率。该标签进一步包括：开关，其连接到主天线和单独的天线长度。该标签进一步包括：电路，其连接到主天线的与开关不同的部分。该电路被配置成改变主天线的反射系数来将被反射的信号传输到RFID读取器，该被反射的信号具有当RF信号被主天线反射的量大于预定量时的高反射比时段以及当RF信号被主天线反射的量低于预定量时的低反射比时段。该电路被进一步配置成通过改变主天线的共振频率来生成高反射比时段和低反射比时段，在高反射比时段期间将主天线的反射比减少到预定义的量以下，以使得能够在高反射比时段期间进行无线功率接收。该电路进一步被配置成通过控制开关间歇性地将单独的天线长度连接到主天线来改变共振频率。一种射频识别（RFID）标签包括：主天线，其接收来自RFID读取器的射频（RF）信号并且无线地采集来自RF信号的功率。该标签进一步包括电路，该电路被配置成改变主天线的反射系数来将被反射的信号传输到RFID读取器，该被反射的信号具有当RF信号被主天线反射的量大于预定量时的高反射比时段以及当RF信号被主天线反射的量低于预定量时的低反射比时段。该电路增加低反射比时段的占空比并且减少高反射比时段的占空比以增加无线功率传输的时间段。一种射频识别（RFID）标签包括：主天线，其接收来自RFID读取器的射频（RF）信号并且无线地采集来自RF信号的功率。该标签进一步包括电路，其被配置成改变主天线的反射系数来将被反射的信号传输到RFID读取器，该被反射的信号具有第一反射比时段以及当RF信号被主天线反射的量与在第一反射比时段期间不同时的第二反射比时段。主天线在将被反射的信号传输到RFID读取器的同时持续采集功率。在一些实施例中，电路改变天线的共振频率来生成高反射比时段和低反射比时段。在一些实施例中，电路改变天线的共振频率来生成第一反射比时段和第二反射比时段。在一些实施例中，电路在高反射比时段期间向天线添加单独的天线长度。在一些实施例中，电路在第一反射比时段期间向天线添加单独的天线长度。在一些实施例中，RFID标签进一步包括开关，该开关在高反射比时段期间通过将天线长度连接到天线来添加天线长度，该开关位于天线的与电路不同的部分上。在一些实施例中，RFID标签进一步包括开关，该开关在第一反射比时段期间通过将天线长度连接到天线来添加天线长度，该开关位于天线的与电路不同的部分上。在一些实施例中，天线包括用于接收RF信号的第一天线，以及用于接收功率的第二天线，以及第二天线在高反射比时段期间继续吸收RF信号的一部分来生成足够低的反射比，以使得能够在高反射比时段期间进行无线功率采集。在一些实施例中，天线包括用于接收RF信号的第一天线，以及用于接收功率的第二天线，以及第二天线在第一和第二反射比时段期间继续吸收RF信号的一部分来生成足够低的反射比，以使得能够在第一和第二反射比时段二者期间进行无线功率采集。在一些实施例中，RFID标签进一步包括：由电路控制的开关，其在高反射比时段期间将RF阻抗连接到天线。在一些实施例中，RFID标签进一步包括：由电路控制的开关，其在第一反射比时段期间将RF阻抗连接到天线。在一些实施例中，天线在高反射比时段期间具有0.5的反射系数量值，以及在低反射比时段期间具有零反射系数。在一些实施例中，该预定量是在0与0.5之间的反射系数量值。在一些实施例中，在第一反射比时段期间RF信号被主天线反射的量大于预定量，在第二反射比时段期间RF信号被主天线反射的量低于预定量，以及在第一反射比时段期间，电路将主天线的反射比减少到预定义的量以下，以使得能够在第一反射比时段期间进行无线功率接收。在一些实施例中，在第一反射比时段期间RF信号被主天线反射的量与在第二反射比时段期间RF信号被主天线反射的量具有相等的量值但相反的极性。在一些实施例中，电路是专用集成电路（ASIC）。在一些实施例中，天线是线性极化天线。在一些实施例中，电路将低反射比时段的占空比增加到大于50%。附图说明图1是根据一个实施例的并且与RFID读取器进行通信的RFID标签的示图。图2是从根据一个实施例的RFID标签传输到读取器的信号的波形。图3是从根据一个实施例的RFID标签传输到读取器的信号的波形。图4是根据一个实施例的RFID标签的示意图。图5是根据一个实施例的RFID标签的示意图。图6是根据一个实施例的RFID标签的示意图。图7是根据一个实施例的RFID标签的示意图。具体实施方式根据一些实施例的RFID标签100通过使用其天线104将读取器信号112进行后向散射以产生被反射的信号102（从RFID标签100传输到读取器110的信号）来与读取器110进行通信。RFID标签100同时地与读取器110进行通信以及接收来自读取器信号112的功率传输。当RFID标签100进行后向散射（与读取器110通话（talk））时，其在两个反射比状态之间进行切换。一个反射比状态是功率采集。另一个反射比状态接近于短路，以便向读取器110提供最大后向散射信号。在该实施例中，z1是集成电路，其控制开关来将阻抗z2选择性地连接到天线104，并且改变天线阻抗来生成被反射的信号102。如在
技术介绍
中所讨论的，该信号被设计成具有最大强度，以将标签100的范围最大化。因而，标签将其天线端口（以及因此其RF电源）短路（或近似短路）近似50%的时间（典型标签到读取器数据信号的占空比），由此损失了本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种射频识别（RFID）标签，其包括：主天线，其接收来自RFID读取器的射频（RF）信号并且无线地采集来自所述RF信号的功率；电路，其被配置成改变所述主天线的反射系数来将被反射的信号传输到所述RFID读取器，所述被反射的信号具有当所述RF信号被所述主天线反射的量大于预定量时的高反射比时段以及当所述RF信号被所述主天线反射的量低于所述预定量时的低反射比时段，其中所述电路增加所述低反射比时段的占空比并且减少所述高反射比时段的占空比以增加无线功率传输的时间段。

【技术特征摘要】
2017.06.14 US 15/6228391.一种射频识别（RFID）标签，其包括：主天线，其接收来自RFID读取器的射频（RF）信号并且无线地采集来自所述RF信号的功率；电路，其被配置成改变所述主天线的反射系数来将被反射的信号传输到所述RFID读取器，所述被反射的信号具有当所述RF信号被所述主天线反射的量大于预定量时的高反射比时段以及当所述RF信号被所述主天线反射的量低于所述预定量时的低反射比时段，其中所述电路增加所述低反射比时段的占空比并且减少所述高反射比时段的占空比以增加无线功率传输的时间段。2.根据权利要求1所述的标签，其中所述预定量是在0与1之间的反射系数量值。3.根据权利要求1所述的标签，其中所述电路将所述低反射比时段的占空比增加到大于50%。4.根据权利要求1所述的标签，其中所述电路是专用集成电路（ASIC）。5.根据权利要求1所述的标签，其中所述主天线是线性极化天线。6.一种射频识别（RFID）标签，其包括：主天线，其接收来自RFID读取器的射频（RF）信号并且无线地采集来自所述RF信号的功...

【专利技术属性】
技术研发人员：P尼基丁，SJ凯莉，R马丁内斯，
申请(专利权)人：英特美克公司，
类型：发明
国别省市：美国,US