小占用面积高性能无源RFID标签制造技术

本发明专利技术属于超高频(“UHF”)射频识别(“RFID”)标签的领域。更具体地，本发明专利技术总体上涉及用于提供具有小占用面积的无源UHF RFID标签的系统和方法，其被优化以用于新兴的RFID技术市场中的高性能应用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】小占用面积高性能无源RFID标签相关申请的交叉引用本申请要求于2018年6月18日提交的美国临时申请第62/686,241号的优先权，其全部内容通过引用合并于本文中。
本专利技术属于超高频(“UHF”)射频识别(“RFID”)标签的领域。更具体地，本专利技术总体上涉及用于提供具有小占用面积的无源UHFRFID标签的系统和方法，其被优化以用于新兴的RFID技术市场中的高性能应用。
技术介绍
RFID使用由读取器系统传输的磁场、电场或电磁场来识别自身，并且在某些情况下，提供附加存储的数据。RFID标签通常包括通常被称为“芯片”或“集成电路”的半导体装置，在其上形成存储器和操作电路。如本领域中已知的，集成电路直接地或通过诸如插入器或RFID带装置之类的装置连接至标签天线。通常，RFID标签用作应答器，响应于从也称为询问器的RFID读取器接收的射频(“RF”)询问信号，提供存储在集成电路存储器中的信息。在有源RFID装置的情况下，该装置具有电源，例如电池。另一方面，对于无源RFID装置，询问信号的能量还提供了操作RFID装置所需的能量。因此，尽管无源RFID装置与有源RFID装置相比可以具有更短的读取范围，但是它们比有源RFID装置便宜得多并且没有有限的寿命(例如，由于电池寿命的限制)。此外，由于无源RFID装置没有板载电源，因此无源RFID装置通常小于有源RFID装置。在全世界，RFID系统在低频(“LF”)、高频(“HF”)或超高频(“UHF”)频带中运行。由于无线电波在这些频带中的每个频带中的行为都不同，因此每个频带都有优点和缺点。在较高频率范围内运行的系统通常具有较快的数据传输速率和较长的读取范围，因此对于许多应用程序来说是理想的。尽管LFRFID系统通常以125KHz或134KHz运行，但是LF系统覆盖从30KHz到300KHz的频率。尽管大多数HFRFID系统的工作频率为13.56MHz，但是HF系统覆盖的频率范围为3MHz至30MHz。最后，尽管UHFRFID系统通常工作在860MHz至960MHz之间，但UHF系统覆盖的频率范围为300MHz至3GHz。尽管尚未就UHF频谱的标准化范围达成共识，但世界各地的不同国家已将射频频谱的不同部分分配给RFID用途，并且通常在LF和HF系统中采用标准化用途。因此，欧洲的UHF系统通常在865MHz至868MHz之间运行，北美的UHFRFID系统通常在902MHz至928MHz之间运行，而中国的UHF系统已被批准在840.25MHz至844.75MHz以及920.25MHz至924.75MHz之间运行。尽管在三个主要RF频带(LF，HF，UHF)中的每个频带中，RFID使用都需要不同的标签，但在全球范围内用于UHFRFID系统的不同频带也需要稍微不同的标签设计，通常通过修改标签天线来实现，以在每个区域中发挥作用。无源UHFRFID标签的主要组件包括来自UHFRFID读取器的辐射电源，导电天线，匹配环路以及UHFRFID集成电路或芯片，例如UHFRFIDGen2集成电路。无源UHFRFID标签收集从RFID读取器辐射出的功率，并通过匹配环路将收集到的功率传输到集成电路，以接通集成电路。一旦集成电路上电，它就可以执行所需的协议命令，例如Gen2集成电路所需的Gen2协议命令。芯片制造商在集成电路的前端提供标准阻抗值。此外，新集成电路还集成了自调节调谐电路，以提供有限范围的电容，以在有限范围内找到最佳阻抗，以在给定电容范围内吸收尽可能多的辐射功率。虽然有助于解决由于标签应用引起的阻抗的微小变化，但主要好处是可以提高标签的灵敏度。例如，标签灵敏度可以增加大约1dB到大约2dB。这样的自调节电路还可以帮助标签的正向链接，接通标签的电源。此外，这种小而有限的电容范围可以帮助扩大小而窄带RFID标签的响应。天线设计还包括匹配环路，以提供所需的电感值来匹配集成电路。环形电路本质上是单个环形天线元件，因此，环形的大小部分地由所呈现的集成电路的阻抗和由天线设计者建立的应用的期望调谐来驱动。特别地，建立天线设计以适合指定尺寸的签条。签条尺寸通常由产品包装的尺寸和产品包装上的放置包含RFID标签的签条而不会覆盖或遮盖产品包装上的印刷内容的可用空间来驱动。因此，天线设计者通常从建立环路匹配回路开始，该环路匹配回路占据了可用签条空间的一定百分比。调谐天线并使其与将要连接的产品相匹配，以补偿封装材料可能对天线产生的任何潜在影响，并平衡到集成电路的功率传输，以实现应用所需的读取范围。无源UHFRFID继续在全球范围内被许多应用所采用。尤其是，服装市场十多年来一直在推动显著增长。随着技术更加普及，新的应用不断涌现。读取器制造商将继续发展其硬件装置，以在整个供应链中启用新的读取点，并提高RFID标签的可读性。芯片制造商在每次新迭代中都不断增加其芯片的灵敏度，从而增加了RFID标签的读取范围。天线设计者，例如位于俄亥俄州Mentor的AveryDennison零售信息服务有限公司，继续创造新的天线设计，以使标签的性能与应用环境相匹配。尽管在过去的十年中，服装市场的形状因数没有根本上的改变，但是芯片制造商和读取器制造商的每一项新的增量性能提高都导致RFID应用系统性能的增量提高。系统性能的这种增量提高导致系统裕量增加，从而有利地使部署的系统更加健壮，但不一定启用新兴的应用。然而，包括无源UHFRFID在内的RFID技术的市场正在进入服装之外的领域，例如但不限于便利店、食品应用、航空、制药等。然而，这些新兴的应用对当前的RFID系统构成了巨大的挑战，因为它们需要相当小的标签，必须在高密度环境中读取这些标签，并且产品材料的影响差异很大。此外，此类标签不得仅限于特定地理位置使用，而必须在全球范围内使用。因此，需要这样一种RFID标签，该RFID标签小，可以在多种材料上使用或与多种材料结合使用，具有相对长的读取范围，并且不限于在特定地理区域中使用。
技术实现思路
本公开涉及UHFRFID标签架构，其通常包括天线、环路、芯片和构造。UHFRFID标签有利地可以解决具有过去难以实现的独特需求的新兴应用。例如，可以由本公开的UHFRFID标签服务的新兴市场可能需要具有小尺寸、强读取范围的标签，该标签必须在广泛的材料特性范围内工作并且在全球范围内适应其环境。根据本公开的一些实施例，无源射频识别(“RFID”)标签包括：天线；以及具有第一总电阻和第二总电阻的集成电路，该第二总电阻大于第一总电阻，并且该集成电路被配置为在所述第一总电阻和所述第二总电阻之间可选择地切换。在一些实施例中，无源RFID标签包括第一电阻器和第二电阻器。第一电阻器和第二电阻器可以是集成电路的组件。在一些实施例中，第一总电阻是第一电阻器的电阻的函数，第二总电阻是第二电阻器的电阻的函数。在一些实施例中，所述第一总电阻是所述第一电阻器和所述第二电阻器并联连接时的总电阻的函数，并且所述第二总电阻是所述第一电阻器的电阻或第二电阻器的电阻的函数。在其他实施例中，所述第二总电阻是所述第一电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无源射频识别(“RFID”)标签，包括：/n天线；以及/n具有第一总电阻和第二总电阻的集成电路，该第二总电阻大于该第一总电阻，并且该集成电路被配置为在所述第一总电阻和所述第二总电阻之间可选择地切换。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180618 US 62/686,2411.一种无源射频识别(“RFID”)标签，包括：
天线；以及
具有第一总电阻和第二总电阻的集成电路，该第二总电阻大于该第一总电阻，并且该集成电路被配置为在所述第一总电阻和所述第二总电阻之间可选择地切换。


2.根据权利要求1所述的无源射频识别标签，还包括第一电阻器和第二电阻器。


3.根据权利要求2所述的无源射频识别标签，其中，所述第一总电阻是所述第一电阻器的电阻的函数，并且所述第二总电阻是所述第二电阻器的电阻的函数。


4.根据权利要求2所述的无源射频识别标签，其中，所述第一总电阻是所述第一电阻器和所述第二电阻器并联连接时的总电阻的函数，并且所述第二总电阻是所述第一电阻器的电阻或第二电阻器的电阻的函数。


5.根据权利要求2所述的无源射频识别标签，其中，所述第二总电阻是所述第一电阻器和所述第二电阻器串联连接时的总电阻的函数，并且所述第一总电阻是所述第一电阻器的电阻或第二电阻器的电阻的函数。


6.根据权利要求1所述的无源射频识别标签，还包括多个电阻器，其中，所述第一总电阻是所述多个电阻器中的两个或更多个电阻器并联连接时的总电阻的函数。


7.根据权利要求6所述的无源射频识别标签，其中，所述第二总电阻是所述多个电阻器中的一个电阻器的电阻的函数。


8.根据权利要求6所述的无源射频识别标签，其中，所述第二总电阻是所述多个电阻器中的两个或更多个电阻器串联连接时的总电阻的函数。


9.根据权利要求1所述的无源射频识别标签，还包括多个电阻器，其中，所述第二总电阻是所述多个电阻器中的两个或更多个电阻器串联连接时的总电阻的函数。

【专利技术属性】
技术研发人员：小乔治·戴奇，
申请(专利权)人：艾利丹尼森零售信息服务公司，
类型：发明
国别省市：美国;US