CN101944189A

CN101944189A - 射频识别标签

Info

Publication number: CN101944189A
Application number: CN2009101514001A
Authority: CN
Inventors: 林进华
Original assignee: QUANXIN INNOVATION TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: QUANXIN INNOVATION TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2009-07-06
Filing date: 2009-07-06
Publication date: 2011-01-12

Abstract

一种射频识别标签用以接收一驱动信号，并依据驱动信号将一识别信号由反射信号至射频识别读取器，此射频标签包含收发识别模块以及共振反射器。收发识别模块包含射频识别芯片以及电性连结于识别芯片的收发天线，其中收发天线用以接收驱动信号与反射识别信号。共振反射器电性耦合于收发识别模块，并具有一共振腔，以使驱动信号与识别信号中在共振腔中产生共振，进而提高驱动信号与识别信号的信号强度。

Description

射频识别标签

技术领域

本发明关于一种识别标签，尤指一种射频识别标签。

背景技术

射频识别(Radio Frequency Identification；RFID)技术，通常又称为电子标签、无线射频识别，是一种通过无线电信号来识别特定目标并读写相关数据的通讯技术，RFID技术的优点是不需要使用到机械或光学的接触就能够识别特定目标。

RFID的架构可以分为两个部份，其一为RFID读取器，另一个则为RFID标签。RFID读取器是用来发射电磁波信号至RFID标签，当RFID标签接收到电磁波信号之后，即反射一识别信号回RFID读取器以供其识别。

而RFID标签依据其内部是否制备了电源供应器而分成三大类，分别是被动式、半主动式以及主动式。其中被动式RFID标签内部没有电源供应器，其内部电路必须靠接收外来电磁波以进行驱动。当被动式RFID标签接收到足够强度的信号时，即可向RFID读取器反射识别信号。

而被动式RFID标签因为内部不需要电源供应器，因此具有价格低廉、体积小等等优点，也最广泛的被市场所使用，例如电子收费系统、仓储、物流管理以及视线以外的物品定位等等领域。

此外，RFID标签的依据其工作频率主要分为四大类，分别是低频标签、高频标签、超高频标签以及微波标签。而工作频率越高，信号的传输率也就越高。因此，目前又以超高频(Ultrahigh Frequency；UHF)标签的应用最受人们的注意，此类标签主要应用在物流以及物品定位领域，其中，超高频是指860MHz至960MHz的工作频率。

但是，现有技术中的被动式RFID标签皆是以双偶极天线为基础作成平面式的RFID标签，其接收与发送信号的增益皆太小，而容易受到环境的干扰。请参阅图1，图1为现有被动式RFID标签的结构示意图。被动式RFID标签200包含一射频识别芯片21、一双偶极天线22以及一黏贴片23。

其中，双偶极天线22电性连结于射频识别芯片21，且双偶极天线22与射频识别芯片21设置于黏贴片23之上。当双偶极天线22接收到射频识别读取器100所发射足够强度的驱动信号S1后，射频识别芯片21即被驱动，并通过双偶极天线22反射识别信号S2至射频识别读取器100以供其识别。

此外，超高频RFID标签因电磁反向散射(Backscatter)特点，对金属和液体等环境比较敏感，当RFID超高频标签使用于金属表面、液体或泥土中时，会因为电磁波被严重干扰或吸收而导致射频识别芯片不足以被驱动，或者所回传的识别信号强度不足以传送至射频识别读取器。

现有技术对于上述应用于超高频的RFID标签无法使用在金属表面、液体或泥土中的问题，通常是以使用低频(工作频率小于135KHz)RFID标签来做解决。虽然低频RFID标签没有超高频RFID标签电磁反向散射的问题，但是低频RFID标签的工作范围却远少于超高频RFID标签，因此很难实际应用于仓储、物流管理以及视线以外的物品定位领域。

综合以上所述，由于现有技术的被动式RFID标签是以双偶极天线为基础作成平面式的RFID标签，因此接收与发送信号的增益皆太小，而容易受到环境的干扰。若是应用于超高频领域，又因为超高频电磁波信号容易被环境所干扰与吸收，而难以应用于金属表面、液体或泥土中。除此之外，若使用较不受金属、液体与泥土干扰的低频RFID标签，则会大幅降低RFID标签的工作距离。

发明内容

本发明所欲解决的技术问题与目的：

缘此，本发明的主要目的在于，提供一种识别标签，尤指一种射频识别标签。本发明的立体式射频识别标签利用共振反射器来增强驱动信号与识别信号的信号强度，以解决超高频信号会因导电物质干扰与吸收而大幅衰减，进而影响超高频RFID标签的工作效能的问题。

本发明解决问题的技术手段：

一种射频识别标签用以接收一驱动信号，并依据驱动信号将一识别信号传送至射频识别读取器，此无线射频标签包含收发识别模块以及共振反射器。收发识别模块包含射频识别芯片以及电性连结于识别芯片的收发天线，其中收发天线用以接收驱动信号与发送识别信号。共振反射器电性耦合于收发识别模块，并具有一共振腔，以使驱动信号与识别信号在共振腔中产生共振，进而提高驱动信号与识别信号强度。

本发明对照现有技术的功效：

相较于现有利用平面式天线的RFID标签，本发明的射频识别标签因具有一共振反射器，故可大幅增加射频识别标签接收与发送的信号强度。如此一来，即可将被动式超高频射频识别标签应用于金属表面、液体或泥土中。换以言之，本发明的射频识别标签可在保有被动式射频识别标签价格低廉的优点，以及超高频射频识别标签工作距离较长与信号传输率较高的优点下，应用于金属表面、液体或泥土中。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为现有被动式RFID标签的结构示意图；

图2为本发明立体式射频识别标签的功能方块示意图；以及

图3为本发明中一种立体式共振反射器的示意图。

其中，附图标记

射频识别读取器100

被动式RFID标签200

射频识别芯片21

双偶极天线22

黏贴片23

射频识别标签300

识别模块31

射频识别芯片311

收发天线312

共振反射器32、32a

驱动信号S1、S1’

识别信号S2、S2’

长L1

高L2

宽L3

具体实施方式

本发明关于一种识别标签，尤指一种射频识别标签。以下兹列举一较佳实施例以说明本发明，然本领域技术人员皆知此仅为一举例，而并非用以限定发明本身。有关此较佳实施例的内容详述如下。

请参阅图2，图2为本发明立体式射频识别标签的功能方块示意图。本发明的射频识别标签300，用以接收驱动信号S1，并依据驱动信号S1将识别信号S2传送至射频识别读取器100，此射频识别标签300包含收发识别模块31以及共振反射器32。其中，驱动信号S1可以是由射频识别读取器100或手机装置等等符合此射频识别标签300通讯协议的电子装置所发出。

收发识别模块31包含射频识别芯片311以及收发天线312，其中收发天线312与射频识别芯片311电性连结，并用以接收驱动信号S1’与传送识别信号S2’。

其中，射频识别芯片311具有产生识别信号S2’的功能。收发天线132可以为一双偶极天线，并且以反向式差动输入方式与射频识别芯片311电性连结，以增加所接收的驱动信号S1’与所传送的识别信号S2’的信号强度。

共振反射器32电性耦合于收发识别模块31，并具有一共振腔，以使驱动信号S1与该识别信号S2’在共振腔中产生共振，以提高驱动信号S1’与识别信号S2’的信号强度。

其中，共振反射器32为立体式共振反射器。请参阅图3，图3为本发明中一种立体式共振反射器的示意图。此立体式的共振反射器32a可以为一立方体，且共振反射器32a的长L1、宽L3与高L2可为射频识别标签300工作频率的1/4导波长的整数倍。于本发明的一较佳实施例中，共振反射器32a的长L1、宽L3与高L2介于射频识别标签300工作频率的1/4导波长至1/2导波长之间。

举例而言，若本发明的射频识别标签300欲符合通讯协议ISO18000-6C所规范的超高频(Ultrahigh Frequency；UHF)860MHz至960MH工作频率之间，则共振反射器32a的长L1可为15cm，宽L3可为7.5cm，高L2可介于5cm至8cm之间，以对驱动信号S1与识别信号S2’产生较佳的共振效果。

此外，共振反射器32a可以为一中空壳体，亦可为一实心壳体，仅需视其所使用的材质调整共振反射器32a的尺寸，以形成与工作频率的导波匹配的共振腔即可。

更进一步来说，本发明的射频识别标签300可依据所欲使用的环境来选择共振反射器32a的材质。举例而言，若射频识别标签300欲使用于金属表面，则共振反射器32a可以由塑料所组成，以方便将射频识别标签300黏着于金属表面，并有效隔绝液体。

若是欲将射频识别标签300使用于水中或地面下，则共振反射器32a可以由混凝土所组成，以抵消信号于水中或泥土路径中的衰减，以达到更好的信号共振反射效果。

而由于共振反射器32a可以使与其匹配的信号共振而增加信号强度，当该射频识别标签300为被动式射频识别标签时，亦可以使射频识别芯片311较现有平面式的被动式射频识别标签更容易被唤醒。

综合以上所述，当射频识别芯片311处于被唤醒状态时，射频识别读取器100发送驱动信号S1至无线射频标签300，共振反射器32即可使驱动信号S1共振以增加其信号强度，并反射驱动信号S1’至收发天线132。当射频识别芯片311由收发天线132接收到驱动信号S1’之后，即依据驱动信号S1’产生识别信号S2’，并由收发天线132发送出。接着，共振反射器32即可使识别信号S2’共振以增加其信号强度，并反射识别信号S2至射频识别读取器100以供其识别。

相较于现有利用平面式天线的射频识别标签，本发明的射频识别标签300因具有共振反射器32，故可大幅增加射频识别标签300接收与发送的信号强度。如此一来，即可将被动式超高频射频识别标签应用于金属表面、液体或泥土中。换以言之，本发明的射频识别标签300可在保有被动式射频识别标签价格低廉的优点，以及超高频射频识别标签工作距离较长与信号传输率较高的优点下，应用于金属表面、液体或泥土中。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims

1.一种射频识别标签，用以接收一驱动信号，并依据该驱动信号将一识别信号传送至一射频识别读取器，其特征在于，该无线射频标签包含：

一收发识别模块，包含：

一射频识别芯片；以及

至少一收发天线，与该射频识别芯片电性连结，并用以接收该驱动信号与发送该识别信号；以及

一共振反射器，电性耦合于该收发识别模块，并具有一共振腔，以使该驱动信号与该识别信号中的至少一个在该共振腔中产生共振，以提高该驱动信号与该识别信号中至少一个的信号强度。

2.根据权利要求1所述的射频识别标签，其特征在于，该驱动信号由该射频识别读取器所发送。

3.根据权利要求1所述的射频识别标签，其特征在于，该射频识别芯片用以产生该识别信号。

4.根据权利要求1所述的射频识别标签，其特征在于，该收发天线为一双偶极天线，并以差动输入的方式与该射频识别芯片电性连结。

5.根据权利要求1所述的射频识别标签，其特征在于，该共振反射器为一立体式共振反射器。

6.根据权利要求5所述的射频识别标签，其特征在于，该共振反射器为一立体结构。

7.根据权利要求6所述的射频识别标签，其特征在于，该共振反射器的长、宽与高为该射频识别标签工作频率的1/4导波长的整数倍。

8.根据权利要求6所述的射频识别标签，其特征在于，该共振反射器的长、宽与高介于该射频识别标签工作频率的1/4导波长至1/2导波长之间。

9.根据权利要求5所述的射频识别标签，其特征在于，该射频识别标签的工作频率介于860MHz至960MHz。

10.根据权利要求9所述的射频识别标签，其特征在于，该共振反射器的长为15cm，宽为7.5cm，高介于5cm至8cm。

11.根据权利要求1所述的射频识别标签，其特征在于，该共振反射器为一中空壳体。

12.根据权利要求1所述的射频识别标签，其特征在于，该共振反射器为一实心壳体。

13.根据权利要求1所述的射频识别标签，其特征在于，该共振反射器由一塑料与一混凝土中的至少一者所组成。