一种太阳能电池供电的ＲＦＩＤ电子标签制造技术

本发明专利技术公开了一种太阳能电池供电的ＲＦＩＤ电子标签，属于射频识别技术领域，所述电子标签包括：包括太阳能电池、标签天线和标签芯片。所述太阳能电池的正极性端与所述标签芯片的正极性端相连；所述太阳能电池的负极性端与所述标签芯片的负极性端相连；所述标签天线的第一端与所述标签芯片的射频输入端相连；所述标签天线的第二端与所述标签芯片的负极性端相连；所述标签天线围绕在所述太阳能电池的外部；所述太阳能电池与围在其外部的所述标签天线之间有一定的间隙；所述太阳能电池作为所述标签天线的寄生单元。本发明专利技术提高了有源标签和半有源标签的使用寿命，使有源标签和半有源标签可以长期工作而不需更换电池，避免了环境污染，减少制作工艺的复杂度，缩小了标签整体的面积，增加了无源标签和半有源标签的通信距离。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及 射频识别领域，特别涉及一种RFID电子标签。
技术介绍
随着RFID (Radio Frequency Identification，射频识别)技术的发展，RFID 系统逐渐应用到射频识别
中，RFID系统主要由标签、阅读器、数据传输和处理系统三 部分组成。RFID电子标签具有持久性、信息接收传播穿透性强、存储信息容量大和种类 多等优点。在射频识别系统中，按照电子标签供电系统的不同结构，RFID电子标签主要分 为有源标签、半有源标签和无源标签。有源标签和半有源标签具有外置的电池，通过外 置的电池(通常为普通电池)为标签芯片的工作提供能量，使其有更远的通信距离及可以 增加更多的电路功能。无源标签依靠阅读器的射频信号提供能量使其工作，无源标签有 着成本低和大规模生产的优点。专利技术人在实现本专利技术的过程中，发现上述现有技术至少存在以下缺点和不足有源标签和半有源标签因增加了外置的电池，使得增加了制作工艺的复杂度； 由于电池对标签天线的辐射特性有影响，所以要求电池与天线有足够大的距离，从而使 得标签整体的面积较大；并且当普通电池能量耗尽时需更换电池，增加了使用过程中的 复杂度，而且普通电池还会造成一定程度的环境污染；无源标签的通信距离有限。
技术实现思路
为了避免有源标签和半有源标签的电池更换、减少对环境的污染、减少制作工 艺的复杂度、缩小标签整体的面积；增加无源标签和半有源标签的通信距离，本专利技术实 施例提供了一种太阳能电池供电的RFID电子标签，所述技术方案如下一种太阳能电池供电的RFID电子标签，所述电子标签包括太阳能电池、标签 天线、标签芯片；所述太阳能电池的正极性端与所述标签芯片的正极性端相连；所述太阳能电池 的负极性端与所述标签芯片的负极性端相连；所述标签天线的第一端与所述标签芯片的 射频输入端相连；所述标签天线的第二端与所述标签芯片的负极性端相连；所述标签天 线围绕在所述太阳能电池的外部；所述太阳能电池与围在其外部的所述标签天线之间有 一定的间隙；所述太阳能电池作为所述标签天线的寄生单元。所述标签天线可以是偶极子类型天线、环形天线或微带贴片天线。所述标签天线的形状所决定的阻抗和所述标签芯片的输入阻抗共轭匹配。本专利技术实施例提供的技术方案的有益效果是通过用太阳能电池代替普通电池，将太阳能电池的极板作为标签天线的寄生单 元，使太阳能电池和标签天线结合为一个电路单元，通过该RFID电子标签提高了有源 标签和半有源标签的使用寿命，使有源标签和半有源标签可以长期工作而不需要更换电池，避免了因使用普通电池造成的环境污染、减少制作工艺的复杂度，增加了无源标签 和半有源标签的通信距离，通过对太阳能电池和标签天线外形的综合设计，缩小了标签 整体的面积，降低了标签的制造成本。附图说明为了更 清楚地说明专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是 本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造劳动性的前提下， 还可以根据附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的电路结构图。图2是本专利技术的一种标签设计实例。标签芯片采用EM Microelec-tronic公司的 芯片EM4324。标签芯片EM4324的焊盘1是负极性端，焊盘2是正极性端，焊盘7是射 频输入端。具体实施例方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施 方式作进一步地详细描述。为了避免有源标签和半有源标签中的电池更换、减少对环境的污染、减少制作 工艺的复杂度、缩小标签整体的面积；增加无源标签和半有源标签的通信距离，本专利技术 实施例提供了一种太阳能电池供电的RFID电子标签，详见下文描述传统电池废旧之后，若电池中的重金属得不到妥善处理就会对环境造成污染； 但是，若标签芯片的能量来自于清洁环保的太阳能，就可以避免电池生产中对环境造成 的危害；并且由于太阳能电池具有较长的使用寿命，在一定光照强度下，太阳能电池能 收集足够的光子，将光能转化成电能，可为标签芯片提供电源，并且理想情况下，只要 有一定的光照，太阳能电池可以源源不断地为标签芯片供电，使其永远工作，而不需要 更换电池，故本专利技术实施例优选用太阳能电池。图1是本专利技术实施例提供的电路结构图。参见图1，该RFID电子标签包括太 阳能电池、标签天线、标签芯片；所述太阳能电池的正极性端与所述标签芯片的正极性 端相连；所述太阳能电池的负极性端与所述标签芯片的负极性端相连；所述标签天线的 第一端与所述标签芯片的射频输入端相连；所述标签天线的第二端与所述标签芯片的负 极性端相连；所述标签天线围绕在所述太阳能电池的外部；所述太阳能电池与围在其外 部的所述标签天线之间有一定的间隙；所述太阳能电池作为所述标签天线的寄生单元。图2是本专利技术的一种标签设计实例。参见图2，该RFID电子标签的实例包 括太阳能电池、标签天线、标签芯片(EM Microelec-tronic公司的芯片EM4324)。标 签芯片EM4324的焊盘1是负极性端，焊盘2是正极性端，焊盘7是射频输入端，在工 作频率915MHz情况下输入阻抗的测量典型值是(ll-jl55)欧姆。太阳能电池的面积是 44X 30mm2。标签的基质是FR4，相对介电常数是4.6，损耗正切是0.018，厚度是1mm。 标签天线的形状在图2中标出，材料是铜。所述太阳能电池的正极性端与所述标签芯片 EM4324的正极性端(焊盘2)相连；所述太阳能电池的负极性端与所述标签芯片EM4324的负极性 端(焊盘1)相连；所述标签天线的第一端与所述标签芯片EM4324的射频输入 端(焊盘7)相连；所述标签天线的第二端与所述标签芯片EM4324的负极性端(焊盘1) 相连；所述太阳能电池与围在其外部的所述标签天线之间有一定的间隙；所述太阳能电 池作为所述标签天线的寄生单元；在工作频率915MHz情况下，所述标签天线的形状和 尺寸所决定的标签天线阻抗是(11+J155)欧姆，和所述标签芯片的输入阻抗共轭匹配。其中，太阳能电池的极板具体为标签天线的寄生单元，使得太阳能电池和标签 天线结合为一个电路器件，具体地，标签天线的形状应满足能够接收UHF (Ultra High Frequency,超高频)频段的射频电磁波，例如915MHz和2.45GHz的频段。通过上述的电路设计，使得太阳能电池既可以为标签芯片提供能源又可以作为 标签天线的寄生单元，详见下文描述当在有源模式下即有光的情况下，太阳能电池不仅当作是标签天线的寄生单 元，与其外围的标签天线结合为一个电路单元，而且将太阳能转化成电能为标签芯片提 供能量，使其激活，解决了传统无源RFID标签因距离过远无法激活芯片的困难。当在无源模式下即无光的情况下，太阳能电池仅当作是一个寄生单元，与其外 围的标签天线结合为一个电路单元，使得标签当作普通的无源标签来使用。进一步地，为了提高光电转化效率，太阳能电池可以采用多晶硅或者非晶硅制 作，具体实现时，还可以采用其他的材料来制作，本专利技术实施例对此不作限制。进一步地，不用对太阳能电池再进行加工改造，可以拿来商业上已经生产好的 太阳能电池直接使用，节省了再加工时所需的成本，使适用的范本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能电池供电的ＲＦＩＤ电子标签，所述电子标签包括：太阳能电池、标签天线、标签芯片；其特征是：所述太阳能电池的正极性端与所述标签芯片的正极性端相连；所述太阳能电池的负极性端与所述标签芯片的负极性端相连；所述标签天线的第一端与所述标签芯片的射频输入端相连；所述标签天线的第二端与所述标签芯片的负极性端相连；所述标签天线围绕在所述太阳能电池的外部；所述太阳能电池与围在其外部的所述标签天线之间有一定的间隙；所述太阳能电池作为所述标签天线的寄生单元。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能电池供电的RFID电子标签，所述电子标签包括太阳能电池、标签天 线、标签芯片；其特征是所述太阳能电池的正极性端与所述标签芯片的正极性端相连；所述太阳能电池的负 极性端与所述标签芯片的负极性端相连；所述标签天线的第一端与所述标签芯片的射频 输入端相连；所述标签天线的第二端与所述标签芯片的负极性端相连；所述标签天线围 绕在所述太阳能...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建雄，万鑫宁，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：发明
国别省市：12