一种增强超高频RFID标签反射功率的方法技术

本发明专利技术公开了一种增强标签反射功率的方法，包括确定标签芯片的吸收状态阻抗值Zabsorb；设定天线阻抗Zant＝Zabsorb*，其中Zabsorb*是标签芯片的吸收状态阻抗值Zabsorb的共轭阻抗，改变芯片调制电路阻抗，使得反射功率Pre达到第一值；从而确定标签芯片的反射状态阻抗值Zreflect；将天线阻抗Zant设定为最大值Zant_max，使得反射功率Pre达到最大反射功率；在天线阻抗Zant＝Zabsorb*的情况下，计算灵敏度损失和反射系数差绝对值；在天线阻抗Zant＝Zant_max的情况下，计算灵敏度损失和反射系数差绝对值；以及在最大反射功率和最小灵敏度损失值之间进行折中，从而确定标签芯片的反射功率。

A Method to Enhance Reflective Power of UHF RFID Tags

The invention discloses a method for enhancing the reflective power of a tag, including determining the absorbed state impedance value of the tag chip Zabsorb, setting the antenna impedance Zant=Zabsorb*, where Zabsorb* is the conjugate impedance of the absorbed state impedance value Zabsorb of the tag chip, changing the impedance of the chip modulation circuit, so that the reflective power Pre reaches the first value, thereby determining the reflective state impedance of the tag chip. In the case of antenna impedance Zant=Zabsorb*, the absolute value of sensitivity loss and reflection coefficient difference is calculated; in the case of antenna impedance Zant=Zant_max, the absolute value of sensitivity loss and reflection coefficient difference is calculated; in the case of antenna impedance Zant=Zant_max, the absolute value of sensitivity loss and reflection coefficient difference is calculated; and in the case of maximum reflection power and minimum sensitivity, the absolute value of sensitivity loss and reflection coefficient difference is calculated. A compromise is made between the loss values to determine the reflective power of the tag chip.

【技术实现步骤摘要】
一种增强超高频RFID标签反射功率的方法
本专利技术涉及超高频RFID标签领域，尤其涉及一种能够增强超高频RFID标签反射功率的方法。
技术介绍
RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个电子标签，操作快捷方便。超高频RFID技术在物流、制造、医疗、运输、零售、国防等等方面得到了广泛应用。超高频RFID分为标签和阅读器。标签由标签天线和标签芯片构成。超高频标签的反射功率，由标签天线和标签芯片共同决定。因此如何获得较高的标签反射功率，同时优化标签的其他性能是超高频标签领域的长期以来的追求目标。
技术实现思路
本专利技术提出了一种增强超高频RFID标签反射功率的方法，包括：确定标签芯片的吸收状态阻抗值Zabsorb；设定天线阻抗Zant＝Zabsorb*，其中Zabsorb*是标签芯片的吸收状态阻抗值Zabsorb的共轭阻抗，改变芯片调制电路阻抗，使得反射功率Pre达到第一值；从而确定标签芯片的反射状态阻抗值Zreflect；将天线阻抗Zant设定为最大值Zant_max，使得反射功率Pre达到最大反射功率；在天线阻抗Zant＝Zabsorb*的情况下，计算灵敏度损失和反射系数差绝对值；在天线阻抗Zant＝Zant_max的情况下，计算灵敏度损失和反射系数差绝对值；以及在最大反射功率和最小灵敏度损失值之间进行折中，从而确定标签芯片的反射功率。在本专利技术的一个实施例中，当反射功率Pre达到第一值时，反射系数差绝对值大于0.5且小于1。在本专利技术的一个实施例中，当反射功率Pre达到第一值时，反射系数差绝对值为0.8。在本专利技术的一个实施例中，在最大反射功率和最小灵敏度损失值之间进行折中包括：在灵敏度损失为第一阈值的等高线上，找到反射系数最大值的点，并将天线阻抗设置为与反射系数最大值对应的阻抗值。在本专利技术的一个实施例中，所述改变芯片调制电路阻抗包括改变标签调制电路的等效并列电容和等效并列电阻值，从而标签芯片反射状态阻抗值Zreflect发生改变。在本专利技术的一个实施例中，在天线阻抗Zant＝Zant_max时，令Zabsorb＝z1_re+jz1_im，其中z1_re为实部，z1_im为虚部；Zreflect＝z2_re+jz2_im，其中z2_re为实部，z2_im为虚部；则Zant_max＝Zant_re+jZant_im由下式确定：Zant_re＝z1_re*z2_re*((z1_re+z2_re)^2+(z1_im-z2_im)^2))^(1/2)/(z1_re+z2_re)；Zant_im＝-(z1_re*z2_im+z2_re*z1_im)/(z1_re+z2_re)；其中符号^表示幂指数，例如，z2_im^2代表z2_im的2次方。在本专利技术的一个实施例中，在天线阻抗Zant＝Zant_max的情况下，灵敏度损失Mloss为：反射系数差绝对值|ΔΓ|为：在本专利技术的一个实施例中，在天线阻抗Zant＝Zabsorb*的情况下，灵敏度损失Mloss为：Mloss＝0；反射系数差绝对值|ΔΓ|为：在本专利技术的一个实施例中，确定标签芯片的吸收状态阻抗值Zabsorb包括断开标签芯片调制电路开关，得到的整体阻抗即为芯片吸收状态阻抗Zabsorb。本专利技术公开的增强超高频RFID标签反射功率的方法能够根据实际需求，在满足灵敏度要求的条件下，使超高频RFID标签的反射功率得到最大增强。附图说明为了进一步阐明本专利技术的各实施例的以上和其它优点和特征，将参考附图来呈现本专利技术的各实施例的更具体的描述。可以理解，这些附图只描绘本专利技术的典型实施例，因此将不被认为是对其范围的限制。在附图中，为了清楚明了，相同或相应的部件将用相同或类似的标记表示。图1示出根据本专利技术的一个实施例的增强超高频RFID标签反射功率的方法的流程图。图2示出标签芯片吸收状态示意图。图3示出标签芯片反射状态示意图。图4为标签反射系数差绝对值的等高线图。图5为标签灵敏度损失的等高线图。图6为为标签反射系数差绝对值和标签灵敏度损失的等高线图。具体实施方式在以下的描述中，参考各实施例对本专利技术进行描述。然而，本领域的技术人员将认识到可在没有一个或多个特定细节的情况下或者与其它替换和/或附加方法、材料或组件一起实施各实施例。在其它情形中，未示出或未详细描述公知的结构、材料或操作以免使本专利技术的各实施例的诸方面晦涩。类似地，为了解释的目的，阐述了特定数量、材料和配置，以便提供对本专利技术的实施例的全面理解。然而，本专利技术可在没有特定细节的情况下实施。此外，应理解附图中示出的各实施例是说明性表示且不一定按比例绘制。在本说明书中，对“一个实施例”或“该实施例”的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本专利技术的至少一个实施例中。在本说明书各处中出现的短语“在一个实施例中”并不一定全部指代同一实施例。在标签的工作过程中，标签灵敏度和标签的反射功率是衡量标签性能的重要参数。本专利技术提出一种增强超高频RFID标签反射功率的方法，通过该方法能够将标签灵敏度和标签的反射功率调整到优化值，使得标签的性能得以大幅提升。首先介绍本专利技术公开的增强标签反射功率的方法的工作原理。频段对芯片阻抗、天线阻抗、灵敏度梯度图、灵敏度等高线等都有影响。对于RFID芯片和天线来说，基本所有的电参数都是频率的函数。然而，RFID芯片和天线通常工作在一个频段内，以下计算假设标签处于工作频段内，因此忽略工作频率这一参数。在标签工作的过程中，标签芯片阻抗值在反射状态阻抗值Zreflect和吸收状态阻抗值Zabsorb之间切换。标签反射功率Pre为：这里Pt是标签天线接受到的射频功率值，|ΔΓ|是反射系数差绝对值，Zant是天线阻抗，Zreflect是标签芯片反射状态阻抗值，Zabsorb是标签芯片吸收状态阻抗值，其中天线阻抗Zant、标签芯片反射状态阻抗值Zreflect和标签芯片吸收状态阻抗值Zabsorb是复数，符号*表示该复数阻抗的共轭阻抗。在反射状态阻抗值Zreflect和吸收状态阻抗值Zabsorb确定的情况下，Pre达到最大反射功率条件是天线阻抗Zant＝Zant_max。标签灵敏度损失为：最小灵敏度损失条件是天线阻抗Zant＝Zabsorb*。所以，对超高频RFID标签来说，最大反射功率条件和最小灵敏度损失条件不同，需要根据实际需求进行折中。众所周知，最小灵敏度损失条件即为标签最高灵敏度条件。根据以上的实现原理，本专利技术的实施例提出一种增强超高频RFID标签反射功率的方法。图1示出根据本专利技术的一个实施例的增强超高频RFID标签反射功率的方法的流程图。该方法包括三个步骤。在步骤101，在吸收状态阻抗值Zabsorb确定的情况下，设定天线阻抗Zant＝Zabsorb*，改变芯片调制电路阻抗，使得反射功率Pre达到较大值。在本专利技术的一个实施例中，典型值约为|ΔΓ|＝0.8。在本专利技术的其他实施例中，|ΔΓ|的值应大于0.5，小于1。步骤102，在反射状态阻抗值Zreflect和吸收状态阻抗值Zabsorb确定的情况下，通过设定天线阻抗Zant＝Zant_max值，得到最大的反射功本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种增强标签反射功率的方法，包括：确定标签芯片的吸收状态阻抗值Zabsorb；设定天线阻抗Zant＝Zabsorb*，其中Zabsorb*是标签芯片的吸收状态阻抗值Zabsorb的共轭阻抗，改变芯片调制电路阻抗，使得反射功率Pre达到第一值；从而确定标签芯片的反射状态阻抗值Zreflect；将天线阻抗Zant设定为最大值Zant_max，使得反射功率Pre达到最大反射功率；在天线阻抗Zant＝Zabsorb*的情况下，计算灵敏度损失和反射系数差绝对值；在天线阻抗Zant＝Zant_max的情况下，计算灵敏度损失和反射系数差绝对值；以及在最大反射功率和最小灵敏度损失值之间进行折中，从而确定标签芯片的反射功率。

【技术特征摘要】
1.一种增强标签反射功率的方法，包括：确定标签芯片的吸收状态阻抗值Zabsorb；设定天线阻抗Zant＝Zabsorb*，其中Zabsorb*是标签芯片的吸收状态阻抗值Zabsorb的共轭阻抗，改变芯片调制电路阻抗，使得反射功率Pre达到第一值；从而确定标签芯片的反射状态阻抗值Zreflect；将天线阻抗Zant设定为最大值Zant_max，使得反射功率Pre达到最大反射功率；在天线阻抗Zant＝Zabsorb*的情况下，计算灵敏度损失和反射系数差绝对值；在天线阻抗Zant＝Zant_max的情况下，计算灵敏度损失和反射系数差绝对值；以及在最大反射功率和最小灵敏度损失值之间进行折中，从而确定标签芯片的反射功率。2.如权利要求1所述的增强标签反射功率的方法，其特征在于，当反射功率Pre达到第一值时，反射系数差绝对值大于0.5且小于1。3.如权利要求1所述的增强标签反射功率的方法，其特征在于，当反射功率Pre达到第一值时，反射系数差绝对值为0.8。4.如权利要求1所述的增强标签反射功率的方法，其特征在于，在最大反射功率和最小灵敏度损失值之间进行折中包括：在灵敏度损失为第一阈值的等高线上，找到反射系数最大值的点，并将天线阻抗设置为与反射系数最大值对应的阻抗值。5.如权利要求1所述的增强标签反射功率的方法，其特征在于，所述改变芯片调制电路阻抗包括改变标签调制电路的等效并列电容和等效并列电阻值，从而标签芯片反射状态阻抗值Zreflect发生改变。6.如权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈红伟，
申请(专利权)人：华大半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31