一种双天线无源超高频电子标签芯片

摘要

一种双天线无源超高频电子标签芯片，包括双端口标签芯片、两个正交极化的标签天线，两个标签天线分别和标签芯片的两对端口连接，双端口标签芯片内部包括两路整流电路、两路解调电路和两路调制电路；其中每一个天线分别连接一路整流电路、一路调制电路和一路解调电路，两路整流器输出直接连接同时为标签芯片供电，两路解调电路分别检波得到包络信号，并通过比较其DC值来判断哪一路天线接收的信号强，从而产生天线选择信号，天线选择信号通过与门来选择接收信号强的一路信号，并将其送入数字基带；天线选择信号通过与门来选择信号强的一路调制器进行信号调制，并通过这一路天线将调制信号反向散射回去。本发明提高了标签芯片的通信距离与通信质量。

权利要求

1.一种双天线无源超高频电子标签芯片，其特征在于，包括双端口标签芯片、两个正交极化的标签天线，两个标签天线分别和标签芯片的两对端口连接，双端口标签芯片内部包括两路整流电路、两路解调电路和两路调制电路；其中每一个天线分别连接一路整流电路、一路调制电路和一路解调电路，两路整流器输出直接连接同时为标签芯片供电，两路解调电路分别检波得到包络信号，并通过比较其DC值来判断哪一路天线接收的信号强，从而产生天线选择信号，天线选择信号通过与门来选择接收信号强的一路信号，并将其送入数字基带；天线选择信号通过与门来选择信号强的一路调制器进行信号调制，并通过这一路天线将调制信号反向散射回去。

2.根据权利要求1所述的一种双天线无源超高频电子标签芯片，其特征在于，两个天线采用单端连接或者差分连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种双天线无源超高频电子标签芯片，其特征在于，所述的两路整流电路分别将两路天线中接收射频能量的能量转换成直流能量；所述的两路解调电路分别将从天线接收的已调制射频信号中解调出调制信号；所述的两路调制电路都能接收数字基带返回的数据，并通过反向散射的方式将信号调制。

4.根据权利要求3所述的一种双天线无源超高频电子标签芯片，其特征在于，双端口标签芯片内的两路整流电路一直工作，并将能量注入同一储能电容中为标签芯片供电。

说明书

一种双天线无源超高频电子标签芯片

技术领域

[0001] 本发明属于射频识别领域，具体涉及一种双天线无源超高频电子标签芯片。

背景技术

[0002] 随着物联网的蓬勃发展，射频识别(RFID)技术得到了大量的应用。其中，无源超高频(UHF RFID)电子标签芯片具有准确性高、存储量大、可重复利用、非接触读写、可识别高速运动物体、识别码唯一、可同时识别多个识别对象等优点，具有非常广阔的应用市场。

[0003] 射频识别技术是一种利用射频信号通过电磁波在空间中的电磁耦合实现无接触的信息通信，并通过所传递的信息达到自动识别目的的一种技术。

[0004] 电子标签作为标识信息的载体，是射频识别系统中不可缺少的一部分。按照有无电池可分为有源，半有源，无源三种，按照工作频率可分为低频(LF,125KHz、134KHz)、高频(HF,13.56MHz)、超高频(UHF,433MHz、860MHz～960MHz)和微波(MW,2.45GHz、5.8GHz)频段。

[0005] 无源UHF RFID标签工作距离远，所以它工作在阅读器所发射电磁场的远场，标签和阅读器之间的能量传递基于无线功率传输模型。

[0006] 无源UHF RFID标签与阅读器之间的信号通信是基于反向散射技术，即通过反射阅读器发送的一部分能量来实现信号的通信。

[0007] 然而，现有技术存在以下不足：

[0008] 现有的无源UHF RFID电子标签主要采用单天线和双天线两种方式，单天线模式受天线极化和方向性的影响，缩短了标签的工作距离，而目前采用的双天线模式，主要用于增加标签接收能量，只利用单天线进行信号通信，这仍然在一定程度上限制了标签的通信距离。

发明内容

[0009] 本发明针对上述现有技术的不足，提出一种双天线无源超高频电子标签芯片，以提高标签的通信距离与通信质量。

[0010] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

[0011] 一种双天线无源超高频电子标签芯片，包括双端口标签芯片、两个正交极化的标签天线，两个标签天线分别和标签芯片的两对端口连接，双端口标签芯片内部包括两路整流电路、两路解调电路和两路调制电路；其中每一个天线分别连接一路整流电路、一路调制电路和一路解调电路，两路整流器输出直接连接同时为标签芯片供电，两路解调电路分别检波得到包络信号，并通过比较其DC值来判断哪一路天线接收的信号强，从而产生天线选择信号，天线选择信号通过与门来选择接收信号强的一路信号，并将其送入数字基带；天线选择信号通过与门来选择信号强的一路调制器进行信号调制，并通过这一路天线将调制信号反向散射回去。具体实现时，双天线可以单端连接也可以差分连接。

[0012] 本发明中：所述的两路整流电路分别将两路天线中接收射频能量的能量转换成直流能量；所述的两路解调电路分别将从天线接收的已调制射频信号中解调出调制信号；所述的两路调制电路都能接收数字基带返回的数据，并通过反向散射的方式将信号调制。

[0013] 所述的标签芯片的工作模式的特征为：其内部的两路整流电路一直工作，并将能量注入同一储能电容中为标签芯片供电。

[0014] 所述的标签芯片的工作模式的特征为：比较两路解调电路检波得到的包络信号的DC值来判断天线的接收信号的强弱，产生一个天线选择信号，天线选择信号控制只将信号强的一路解调信号传输给数字基带，同时控制调制信号也通过这一路天线发送出去。

[0015] 本发明技术方案的有益效果：

[0016] 所述的标签芯片使用双天线增加了标签接收能量；标签芯片自动判断天线接收信号的强弱，从而只使用信号强的一路调制解调信号，增加了通信距离，并且避免了两路天线同时接收发送信号带来的串扰，提高了通信质量。

附图说明

[0017] 图1是本发明的双天线标签芯片天线连接示意图。

[0018] 图2为本发明的双天线标签芯片内部结构示意图。

[0019] 图3为本发明的双天线工作状态示意图。

具体实施方式

[0020] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述，但不构成对本发明的限制。

[0021] 本发明提出了一种双天线无源超高频电子标签芯片，包括双端口标签芯片、两个正交极化的标签天线，两个标签天线分别和标签芯片的两对端口连接，双端口标签芯片内部包括两路整流电路、两路解调电路和两路调制电路。其中，双解调器将从双天线中接收的射频信号分别解调出来，通过比较检波得到的包络信号的DC信号幅度来自动判断天线接收信号的强弱，只将信号强的一路解调信号传输给数字基带，同时调制返回信号时也只使用信号强的一路天线发送，避免了两路天线同时接收发送信号带来的串扰。这样既提高了通信距离，又保证了通信质量。

[0022] 参考图1，本发明提出的双天线无源超高频电子标签芯片包括：双端口标签芯片、两个正交极化的标签天线；两个标签天线分别和标签芯片两对端口连接(101,102,103,104)。

[0023] 具体实现时，双天线可以单端连接也可以差分连接，本发明实例对此不做限制。

[0024] 参考图2，双端口标签芯片内部包括：两路整流电路，两路解调电路，两路调制电路；其中每一个天线(天线1、天线2)分别连接一路整流、调制、解调电路；两路整流器输出直接连接同时为标签芯片供电；两路解调电路通过比较检波得到的包络信号(201,202)的DC值(203,204)来判断哪一路天线的接收信号强，产生天线选择信号(207)；天线选择信号通过与门来选择接收信号强的一路信号，并将其送入数字基带；同时，天线选择信号通过与门来选择信号强的一路调制器进行信号调制，并通过这一路天线将调制信号(205,206)反向散射回去；

[0025] 为了避免两路天线信号相差很小使天线选择信号不稳定的情形，在信号调制过程中，数字基带发送控制信号使天线选择信号不再发送改变。具体实现时，本发明实例对此不做限制。

[0026] 参考图3，表示本发明天线工作时的一种具体工作状态。标签在接收信号时，两路解调器产生的DC信号(303,304)比较，如果天线1信号强，比较得到的天线选择信号(307)为“1”，经过与非门后只有天线1解调后的信号(301)才传输到数字基带；在发送数据时，数字控制信号(308)使天线选择信号(307)保持不变，两路调制信号(305,306)经过与门后，只有调制信号(305)使用天线1发送出去；虚线表示信号不传输。

[0027] 具体实现时，本发明实例对射频识别系统的通信协议，阅读器不做限制。

[0028] 具体实现时，本发明实例可以是偶极子天线，本发明实例对此不做限制。

[0029] 综上所述，本发明提供了一种用于提高工作距离和通信质量的双天线超高频电子标签芯片，它在提高接收能量的同时提高信号接收强度，从而提高了标签芯片通信距离，另外，它避免了双天线同时接收和发送数据带来的信号串扰问题，提高了标签接收通信质量。因此，本发明能够促进无源超高频电子标签芯片的应用，产生巨大的社会效益和经济效益。

[0030] 以上所述仅为本发明的一个实例，并不限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改，等同替换，改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。