專(zhuān)利名稱(chēng)：可以無(wú)線充電的rfid電子標(biāo)簽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及RFID技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及RFID電子標(biāo)簽。
背景技術(shù)：
射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它可以通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)并獲取所需數(shù)據(jù)。RFID電子標(biāo)簽是射頻識(shí)別技術(shù)的核心，是射頻識(shí)別系統(tǒng)真正 的數(shù)據(jù)載體。RFID電子標(biāo)簽分為無(wú)源RFID電子標(biāo)簽和有源RFID電子標(biāo)簽兩種。目前市場(chǎng)上主 流的RFID電子標(biāo)簽是無(wú)源RFID電子標(biāo)簽。無(wú)源RFID電子標(biāo)簽上不帶電池，其工作所需要的全部電源都依靠轉(zhuǎn)換接收到的 讀寫(xiě)器發(fā)送的射頻能量而獲得，其具體工作方式分為兩種情況對(duì)于高頻RFID，基于電感 耦合理論，無(wú)源RFID電子標(biāo)簽工作于讀寫(xiě)器發(fā)射電磁場(chǎng)的近場(chǎng)區(qū)域，天線類(lèi)似于變壓器的 耦合線圈，RFID電子標(biāo)簽的芯片與讀寫(xiě)器通過(guò)天線線圈之間的耦合作用實(shí)現(xiàn)能量的傳遞； 而超高頻RFID，基于電磁場(chǎng)耦合理論，其電子標(biāo)簽工作于讀寫(xiě)器發(fā)射電磁場(chǎng)的遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)域，天 線可等效為一電流元，RFID電子標(biāo)簽芯片與讀寫(xiě)器通過(guò)交變的電磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)能量的傳遞。上 述兩種情況下，接收天線兩端產(chǎn)生了感應(yīng)電勢(shì)差，并在電子標(biāo)簽芯片通路中形成微弱電流， 如果這個(gè)電流強(qiáng)度超過(guò)一個(gè)閾值，就將激活無(wú)源RFID電子標(biāo)簽的芯片電路工作，從而對(duì)標(biāo) 簽芯片中的存儲(chǔ)器進(jìn)行讀/寫(xiě)操作。但是因?yàn)樽x寫(xiě)器發(fā)射的射頻能量有限，加之上述兩種 方式電能轉(zhuǎn)換效率不高，所以無(wú)源RFID電子標(biāo)簽接收能量小，從而導(dǎo)致它的發(fā)射功率小， 造成無(wú)源RFID識(shí)別距離短、傳輸數(shù)據(jù)量小、需要讀寫(xiě)器發(fā)射功率大等缺點(diǎn)。并且因?yàn)闊o(wú)源 RFID電子標(biāo)簽沒(méi)有用于儲(chǔ)能的結(jié)構(gòu)，所以無(wú)源RFID電子標(biāo)簽芯片接收到的電能不能長(zhǎng)期 維持，只能一次性使用，降低了它的可靠性和兼容性。綜上所述，現(xiàn)有的無(wú)源RFID電子標(biāo)簽 雖然不需要自帶電池，但是其識(shí)別距離短、傳輸數(shù)據(jù)量小、需要讀寫(xiě)器發(fā)射更高的功率。有源RFID電子標(biāo)簽自身具備電池，可提供全部器件工作的電源，可以以較高的發(fā) 射功率反饋信息，因而對(duì)讀寫(xiě)器的發(fā)射功率要求不高，而且有效讀寫(xiě)距離也較前者有所增 力口?？梢哉f(shuō)有源RFID電子標(biāo)簽具有識(shí)別距離遠(yuǎn)、傳輸數(shù)據(jù)量大、所需發(fā)射功率小、可靠性和 兼容性好等優(yōu)點(diǎn)。有源RFID電子標(biāo)簽雖然克服了無(wú)源RFID電子標(biāo)簽的不足，但是，有源 RFID電子標(biāo)簽由于自帶電源，故封裝成卡片以后一般比較厚；其有源標(biāo)簽的價(jià)格較無(wú)源標(biāo) 簽要昂貴；同時(shí)有源標(biāo)簽的壽命依賴(lài)于電池，一般在1 2年左右。正是因?yàn)檫@些不足，有 源RFID技術(shù)發(fā)展相對(duì)滯后。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有的有源RFID電子標(biāo)簽使用壽命依賴(lài)于自身電池的 不足，提出了一種可以無(wú)線充電的RFID電子標(biāo)簽。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案提供了一種可以無(wú)線充電的RFID電子標(biāo) 簽，包括信號(hào)接收天線和信號(hào)處理模塊，其特征在于，還包括能量接收天線、整流電路模塊和儲(chǔ)能電容，所述整流電路模塊包括低通濾波器、匹配電路、整流二極管和直通濾波器，所 述低通濾波器的一端與能量接收天線直接連接，另一端與匹配電路連接，所述匹配電路通 過(guò)整流二極管和直通濾波器連接，所述直通濾波器的另一端和儲(chǔ)能電容直接連接，所述儲(chǔ) 能電容的另一端和信號(hào)處理模塊直接連接，信號(hào)處理模塊和信號(hào)接收天線連接。本發(fā)明專(zhuān)利的有益效果是本發(fā)明的RFID電子標(biāo)簽技術(shù)改變了現(xiàn)有的有源RFID 電子標(biāo)簽內(nèi)自帶電池供電的方式，通過(guò)自身的整流電路模塊和儲(chǔ)能電容實(shí)現(xiàn)了對(duì)RFID電 子標(biāo)簽的無(wú)線輸能并能將能量保存后以較高電壓向信號(hào)處理模塊供電，因此保留了有源 RFID識(shí)別距離遠(yuǎn)、傳輸數(shù)據(jù)量大、發(fā)射功率小、可靠性和兼容性好等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又克服了現(xiàn) 有的有源RFID電子標(biāo)簽使用壽命依賴(lài)于自身電池的不足，具有廣泛的應(yīng)用前景。


圖1是本發(fā)明的原理結(jié)構(gòu)圖。附圖標(biāo)記說(shuō) 明信號(hào)接收天線1、信號(hào)處理模塊2、整流電路模塊3、儲(chǔ)能電容4、能 量接收天線5、電磁波9、低通濾波器31、匹配電路32、整流二極管33和直通濾波器34。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明具體實(shí)施方式
做進(jìn)一步的說(shuō)明。如圖1所示，一種可以無(wú)線充電的RFID電子標(biāo)簽，包括信號(hào)接收天線1和信號(hào)處 理模塊2、整流電路模塊3、儲(chǔ)能電容4和能量接收天線5，整流電路模塊3包括低通濾波器 31、匹配電路32、整流二極管33和直通濾波器34，低通濾波器31的一端與能量接收天線5 直接連接，另一端與匹配電路32連接，匹配電路32通過(guò)整流二極管33和直通濾波器34連 接，直通濾波器34的另一端和儲(chǔ)能電容4直接連接，所述儲(chǔ)能電容4的另一端和信號(hào)處理 模塊2直接連接，信號(hào)處理模塊2和信號(hào)接收天線1連接。下面對(duì)本發(fā)明的工作原理做詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明用于無(wú)線充電的電磁波采用S頻段 (2. 45GHz)。首先，能量接收天線5接收電磁波9的射頻能量并將能量轉(zhuǎn)化成高頻電流傳送 至整流電路模塊3，整流電路模塊3的低通濾波器31使工作頻點(diǎn)的能量低插損通過(guò)并阻礙 整流過(guò)程中產(chǎn)生的二次或更高次諧波通過(guò)能量接收天線5又輻射到自由空間去。然后，設(shè) 置匹配電路32，連接整流二極管33。再連接由微帶線和大電容組成的直通濾波器34后輸 出，其作用是只讓直流通過(guò)，阻止基波和諧波通過(guò)。因此整流電路模塊3內(nèi)基頻、二次和高 次諧波就在低通濾波器31和直通濾波器34間來(lái)回反射，以提高射頻能量轉(zhuǎn)換為直流能量 的效率。最后將直流能量送至儲(chǔ)能電容4。儲(chǔ)能電容4為信號(hào)處理模塊2供電，信號(hào)處理模 塊2利用信號(hào)接收天線1與讀寫(xiě)器之間進(jìn)行非接觸式雙向通信，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，以達(dá)到識(shí)別 目的。本發(fā)明中，能量接收天線5可以使用介電常數(shù)為4. 7的FR_4的介質(zhì)基板，厚度 為0. 6mm，天線尺寸40mmX40mm。經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)得中心頻率2. 45GHz，帶寬為600MHZ，增益為 2. 17dB。本發(fā)明中，能量接收天線5也可以采用介電常數(shù)為3. 55的R04003C介質(zhì)基板，厚 度為0. 5mm，天線尺寸40mmX40mm。經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)得帶寬900MHZ，增益為2. 471dB,發(fā)生了頻偏。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會(huì)意識(shí)到，這里所述的實(shí)施例是為了幫助讀者理解本發(fā) 明的原理，應(yīng)被理解為本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于這樣的特別陳述和實(shí)施例。本領(lǐng)域的 普通技術(shù)人 員可以根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)的這些技術(shù)啟示做出各種不脫離本發(fā)明實(shí)質(zhì)的其它各 種具體變形和組合，這些變形和組合仍然在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種可以無(wú)線充電的RFID電子標(biāo)簽，包括信號(hào)接收天線和信號(hào)處理模塊，其特征在于，還包括能量接收天線、整流電路模塊和儲(chǔ)能電容，所述整流電路模塊包括低通濾波器、匹配電路、整流二極管和直通濾波器，所述低通濾波器的一端與能量接收天線直接連接，另一端與匹配電路連接，所述匹配電路通過(guò)整流二極管和直通濾波器連接，所述直通濾波器的另一端和儲(chǔ)能電容直接連接，所述儲(chǔ)能電容的另一端和信號(hào)處理模塊直接連接，信號(hào)處理模塊和信號(hào)接收天線連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可以無(wú)線充電的RFID電子標(biāo)簽，包括信號(hào)接收天線、信號(hào)處理模塊、能量接收天線、整流電路模塊和儲(chǔ)能電容，所述整流電路模塊包括低通濾波器、匹配電路、整流二極管和直通濾波器，所述低通濾波器的一端與能量接收天線直接連接，另一端與匹配電路連接，所述匹配電路通過(guò)整流二極管和直通濾波器連接，所述直通濾波器的另一端和儲(chǔ)能電容直接連接，所述儲(chǔ)能電容的另一端和信號(hào)處理模塊直接連接，信號(hào)處理模塊和信號(hào)接收天線連接。本發(fā)明的有益效果是保留了有源RFID識(shí)別距離遠(yuǎn)、傳輸數(shù)據(jù)量大、發(fā)射功率小和兼容性好等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)克服了現(xiàn)有的有源RFID電子標(biāo)簽使用壽命依賴(lài)于自身電池的不足，具有廣泛的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)G06K19/077GK101937519SQ201010264718
公開(kāi)日2011年1月5日 申請(qǐng)日期2010年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月27日
發(fā)明者周至立, 張光旻, 李冰, 洪勁松, 王秉中, 肖冰 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)