CN117220798A - 一种射频标签的测试装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种射频标签的测试装置及方法。本发明实施例提供的射频标签的测试装置包括控制模块，控制模块用于输出激励信号；至少两个测试天线，测试天线与控制模块连接，测试天线用于将所述激励信号定向传输至射频标签，以激励射频标签发出反向调制信号；控制模块还用于根据反向调制信号，确定发出反向调制信号的射频标签的合格状态；其中，每个测试天线用于对应测试一个射频标签。本发明实施例提供的技术方案通过设置测试天线向对应的射频标签发射激励信号，以激励射频标签发出反向调制信号，从而根据反向调制信号确定发出反向调制信号的射频标签的灵敏度及合格状态，实现了对拼版射频标签的测试，提高了测试精度。

Description

一种射频标签的测试装置及方法

技术领域

本发明涉及射频标签技术领域，尤其涉及一种射频标签的测试装置及方法。

背景技术

射频标签广泛应用于服装生产、仓储管理、零售等领域。为了节省原材料，降低制作成本，在生产制作过程中通常将多个标签紧密拼版排布。制作出来的标签需要通过测试灵敏度来检验性能并判定是否合格。现有的测试治具通常把拼版标签作为一个整体进行测试，难以确定测试结果具体来自拼版标签中的哪一个射频标签。因此提高拼版射频标签的测试精度成为亟需解决的问题。

发明内容

本发明提供了一种射频标签的测试装置及方法，以解决现有的测试治具对拼版射频标签的测试精度较低的问题。

根据本发明的一方面，提供了一种射频标签的测试装置，包括：

控制模块，控制模块用于输出激励；

至少两个测试天线，测试天线与控制模块连接，测试天线用于将激励信号定向传输至射频标签以激励射频标签发出反向调制射频信号；

控制模块还用于根据反向调制信号，确定发出反向调制信号的射频标签的合格状态；

其中，每个测试天线用于对应测试一个射频标签。

可选的，测试天线，包括：

射频连接器，射频连接器与控制模块连接，射频连接器用于获取激励信号；

匹配模块，匹配模块与射频连接器连接，匹配模块用于阻抗匹配，以保证测试天线对激励信号进行无衰减的传输；

辐射环，辐射环与匹配模块连接，辐射环用于将激励信号转换为磁场信号并定向传输至射频标签。

可选的，匹配模块，包括：

匹配单元，匹配单元与射频连接器连接，匹配单元用于进行阻抗匹配，以保证测试天线对激励信号进行无衰减的传输；

第一电阻，第一电阻与辐射环连接，第一电阻用于与辐射环串联以增加测试天线的带宽。

可选的，测试装置还包括：

导电地平面，导电地平面位于辐射环的一侧，射频标签设置于辐射环远离导电地平面的一侧，导电地平面与测试天线的辐射环的接地端连接；

导电地平面用于减小各测试天线之间的功率传输系数。

可选的，射频标签与测试天线一一对应设置；

测试天线在导电地平面的正投影与测试天线所测试的射频标签在导电地平面的正投影至少部分交叠。

可选的，测试天线与测试天线所测试的射频标签之间的距离满足：

其中，x为射频标签与辐射环之间的距离，R为根据辐射环的面积所等效的圆的半径。

可选的，控制模块沿第一方向依次向各测试天线输出激励信号。

可选的，辐射环的线宽小于射频标签的金属环的线宽；

辐射环所围成的面积小于金属环所围成的面积。

可选的，辐射环的形状包括圆形、椭圆形、正多边形或不规则的多边形中的一种。

第二方面，本发明实施例提供一种射频标签的测试方法，包括：

通过控制模块向测试天线输出激励信号；

通过测试天线，将激励信号定向传输至射频标签；

通过控制模块，根据反向调制信号，确定发出反向调制信号的射频标签的合格状态。

本发明实施例的射频标签的测试装置包括控制模块和至少两个测试天线，测试天线与控制模块连接，每个测试天线对应测试一个射频标签。控制模块向测试天线输出激励信号，测试天线将激励信号定向传输至射频标签，以激励射频标签发出反向调制信号。控制模块分别获取各个射频标签的反向调制信号，并根据反向调制信号的大小确定各个射频标签的合格状态。通过每个测试天线向对应的射频标签输出激励信号，实现了对拼版射频标签中的单个射频标签进行测试，提高了测试精度，简化测试的复杂程度，降低成本。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种射频标签的测试装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种射频标签的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种拼版射频标签的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的另一种射频标签的测试装置的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的又一种射频标签的测试装置的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的又一种射频标签的测试装置的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的一种射频标签的测试装置的俯视图；

图8是本发明实施例提供的另一种拼版射频标签的结构示意图；

图9是本发明实施例提供的一种测试天线的磁力线分布图；

图10是本发明实施例提供的一种射频标签的测试方法流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

图1是本发明实施例提供的一种射频标签的测试装置的结构示意图。图2是本发明实施例提供的一种射频标签的结构示意图。图3是本发明实施例提供的一种拼版射频标签的结构示意图。结合图1、图2和图3，本发明实施例提供的射频标签23的测试装置包括控制模块11，控制模块11用于输出激励信号。至少两个测试天线10，测试天线10与控制模块11连接，测试天线10用于将激励信号定向传输至射频标签23以激励射频标签23发出反向调制信号。控制模块11还用于根据反向调制信号，确定发出反向调制信号的射频标签23的合格状态。其中，每个测试天线10用于对应测试一个射频标签23。

具体的，参见图2和图3，在覆铜电路板上蚀刻出射频标签的天线20的版图，再装配射频芯片21即可构成一个完整的射频标签23，射频标签的天线20还包括与射频芯片连接的金属环22。在射频标签23的生产制作过程中通常将多个射频标签23紧密拼版排布，组成拼版射频标签，且每个射频标签23均需要进行测试。

参见图1，射频标签的测试装置包括至少两个测试天线10和控制模块11。控制模块11与测试天线10连接，控制模块11可以向测试天线10输出激励信号。控制模块11输出激励信号的方式可以是无序的，也可以是按照时间顺序、位置顺序或按照编号顺序等方式依次向每个测试天线10发出激励信号，在此不做任何限定。

控制模块11生成激励信号，并通过测试天线10定向输出至与该测试天线10对应的一个射频标签23。射频标签23根据激励信号发出反向调制信号。示例性的，可以设置控制模块11每次只向一个测试天线10输出激励信号，因此不同的射频标签23也会分别发出反向调制信号，而不是同时发出。使得控制模块11可以分别获取每个射频标签23的反向调制信号，从而分别根据每个射频标签23的反向调制信号判断每个标签是否合格。控制模块11还可以调整激励信号的幅度，直至射频标签23不再返回反向调制信号，或控制模块11接收不到反向调制信号为止。控制模块11判断每个标签是否合格的方式可以是将反向调制信号的强度与预设阈值进行比较，若反向调制信号的强度小于预设阈值，则判定该射频标签23合格。

若拼版射频标签中的射频标签23的数量多于测试天线10，可以将拼版标签尽心分版，使每个分版标签的数量不多于测试天线10的数量，进而对每个分版标签进行测试

示例性的，在通过射频标签的测试装置测试拼版射频标签时，将拼版射频标签设置于待测位置，控制模块11根据预设顺序向每个测试天线10发出激励信号。各个测试天线10将激励信号定向传输至对应的射频标签23。射频标签23根据激励信号产生反向调制信号，控制模块11接收各个射频标签23发出的反向调制信号，并根据接收到的反向调制信号，分别判断各个射频标签23的灵敏度及合格状态，从而实现对拼版射频标签中的每个射频标签23进行测试，而无需拆分测试。

本发明实施例提供的射频标签的测试装置，通过设置至少两个测试天线，每个测试天线对应测试一个射频标签。这样设置，使得测试天线可以将控制模块的激励信号定向输出至射频标签。控制模块根据反向调制信号确定发出反向调制信号的射频标签的合格状态。本发明实施例提供的射频标签的测试装置实现了对拼版射频标签中的单个射频标签进行测试，无需拆分测试，提高了测试精度，简化了测试的复杂程度，降低了测试成本。

可选的，图4是本发明实施例提供的另一种射频标签的测试装置的结构示意图。在上述实施例的基础上，参见图4，测试天线10包括射频连接器12，射频连接器12与控制模块11连接，射频连接器12用于获取激励信号。匹配模块13，匹配模块13与射频连接器12连接，匹配模块13用于进行阻抗匹配，以保证所述测试天线10对所述激励信号进行无衰减的传输。辐射环14，辐射环14与匹配模块13连接，辐射环14用于将激励信号转换为磁场信号并定向传输至射频标签。

具体的，测试天线10包括射频连接器12、匹配模块13和辐射环14，射频连接器12可以获取控制模块11输出的激励信号。控制模块11的端口阻抗通常为50欧姆，匹配模块13可以将测试天线10的阻抗与控制模块11匹配，使得测试天线10能够较好的与控制模块11之间实现无衰减的信号传输。辐射环14用于实现电信号与电磁场信号的转换，使得测试天线10可以将电信号形式的激励信号转换为磁场信号的形式，并定向传输至射频标签。这样设置可以提高测试天线10与控制模块11的信号传输效果，提高测试效果。

可选的，在上述实施例的基础上，继续参见图4，匹配模块13包括匹配单元15，匹配单元15与射频连接器12连接，匹配单元15用于进行阻抗匹配，以保证测试天线10对激励信号进行无衰减的传输。第一电阻R1，第一电阻R1与辐射环14连接，第一电阻R1用于与辐射环14串联以增加测试天线10的带宽。

具体的，匹配模块13包括匹配单元15和第一电阻R1，第一电阻R1与辐射环14串联，可以降低测试天线10的品质因数，使测试天线10的带宽增加。匹配模块13可以将测试天线10的阻抗与控制模块11匹配，使得测试天线10能够较好的获取激励信号。示例性的，匹配单元15可以是电感和电容组成的匹配电路。这样设置可以进一步提高测试天线10与控制模块11的信号传输效果，提高测试效果。

可选的，图5是本发明实施例提供的又一种射频标签的测试装置的结构示意图。图6是本发明实施例提供的又一种射频标签的测试装置的结构示意图。在上述实施例的基础上，结合图5和图6，测试装置还包括导电地平面16，导电地平面16位于辐射环14的一侧，射频标签23设置于辐射环14远离导电地平面16的一侧，导电地平面16与测试天线10的辐射环14的接地端连接。导电地平面16用于减小各测试天线10之间的功率传输系数。

具体的，测试装置还设置有导电地平面16。每个测试天线10所发出的激励信号会向周围辐射，激励信号除了输出至对应的射频标签23以外，其他测试天线10和非匹配的射频标签23也会接收到该激励信号。当测试天线10的辐射环14转换激励信号时，在导电地平面16上会激励涡旋电流，此涡旋电流与天线单元的辐射环14中的电流方向相反，使得磁力线形成小面积闭环，从而减小测试天线10的激励信号到其他测试天线10和非匹配的射频标签23的功率传输系数，从而提高测试效果。

可选的，导电地平面16与测试天线10之间的距离满足：

2x≤H1≤4x (2)

其中，x为射频标签23与辐射环14之间的距离，H1为导电地平面16与测试天线10之间的距离。导电地平面16与测试天线10之间的距离为射频标签23与辐射环14之间的距离的两倍到四倍时，导电地平面16对测试天线10的激励信号到其他测试天线10和非匹配的射频标签23的功率传输系数的抑制效果较好。若该距离过大则抑制效果差，若该距离过小则测试单元向对应的射频标签23发出的激励信号的功率传输系数也会急剧减小。示例性的，导电地平面16的材料可以是敷铜。这样设置可以增强激励信号向对应射频标签23的传输效果，进而提高测试的准确性。

可选的，图7是本发明实施例提供的一种射频标签的测试装置的俯视图。图8是本发明实施例提供的另一种拼版射频标签的结构示意图。在上述实施例的基础上，结合图6、图7和图8，射频标签23与测试天线10一一对应设置。测试天线10在导电地平面16的正投影与测试天线10所测试的射频标签23在导电地平面16的正投影至少部分交叠。

具体的，参见图7，在俯视射频标签的测试装置时，仅能观察到辐射环14和导电地平面16，其余器件均设置于导电地平面16底部。可以将图8的拼版射频标签设置于辐射环14远离导电地平面16的一侧，并将单个射频标签23编号为T1、T2、……、Tn，将测试天线10编号为A1、A2、……、An，将射频标签23与测试天线10一一对应设置，组成测量匹配对，可以提高T1-A1、T2-A2、……、Tn-An间激励信号的功率传输系数，减小激励信号到其他测试天线10和非匹配的射频标签23的功率传输系数。测试天线10在导电地平面16的正投影与测试天线10所测试的射频标签23在导电地平面16的正投影至少部分交叠，这样设置可以减小T1-A1、T2-A2、……、Tn-An间的距离，进一步提高激励信号的功率传输系数，以提高测试效果。射频标签的测试装置还可以设置参考辐射环140，并设置对应的参考射频标签，用于测试装置的自检，以判断测试装置是否正常工作，从而进一步提高射频标签的测试装置的准确性。

可选的，图9是本发明实施例提供的一种测试天线的磁力线分布图。在上述实施例的基础上，结合图6和图9，测试天线10与测试天线10所测试的射频标签23之间的距离满足：

其中，x为射频标签23与辐射环14之间的距离，R为根据辐射环14的面积所等效的圆的半径。

具体的，对于辐射环14，当辐射环14周长的电长度足够短时，辐射环14上激励的电流近似等幅等相。采用根据辐射环14的面积所等效的圆形辐射环14分析，辐射环14轴线上的磁场可以表示为：

其中，H为辐射环14轴线上的磁场。参见图9，A为辐射环14在轴线上的磁场方向，箭头表示各磁力线上的磁场方向。根据式(3)可得，当x》R时，H∝1/x^3，磁场迅速衰落。当x《R时，等效圆的半径越小，所激发的磁场越强。因此射频标签23应放置在距离测试天线10较近的地方，或者贴合在测试天线10的表面。图6示例性的示出了辐射环14与射频标签23贴合，即距离为0的情况。根据式(1)可知，当射频标签23与辐射环14之间的距离小于辐射环14的面积所等效的圆的半径的√2倍时，测试天线10与射频标签23之间激励信号的功率传输系数较好。这样设置可以进一步提高测试效果。

可选的，在上述实施例的基础上，继续参见图7和图8，控制模块11沿第一方向N依次向各测试天线10输出激励信号。

具体的，控制模块11可以沿第一方向N依次向各测试天线10输出激励信号。第一方向N可以是预设的方向，如从左到右或从右到左，也可以是测试天线10和射频标签23编号的方向，如从A1到An。这样设置可以使各个测试天线10发出的激励信号之间有一定的时间间隔，便于控制模块11分别获取各反向调制信号，提高测试效果。

可选的，在上述实施例的基础上，继续参见图6，辐射环14的线宽小于射频标签23的金属环22的线宽。辐射环14所围成的面积小于金属环22所围成的面积。

具体的，测试天线10的辐射环14和射频标签23的金属环22均由金属导线环绕而成，避免较强的容性耦合影响激励信号的功率传输系数，辐射环14的线宽小于射频标签23的金属环22的线宽。当辐射环14的线宽小于或等于射频标签23的金属环22的线宽的五分之一时，可大大减小容性耦合对激励信号的功率传输系数的贡献分量。辐射环14所围成的面积还小于金属环22所围成的面积，这样设置可以进一步减少测试天线10的激励信号到其他测试天线10和非匹配的射频标签23的功率传输系数，提高测试效果。

可选的，在上述实施例的基础上，继续参见图6，辐射环14的形状包括圆形、椭圆形、正多边形或不规则的多边形中的一种。

具体的，辐射环14的形状可以是圆形、椭圆形、正多边形或不规则的多边形中的一种。这样设置可以根据射频标签23的形状匹配对应的辐射环14，提高测试天线10的应用范围。

示例性的，结合图4、图6、图7和图8。在通过射频标签的测试装置测试拼版射频标签时，首先按从左到右的方向顺序将单个射频标签23编号为T1、T2、……、Tn，将测试天线10编号为A1、A2、……、An，将单个射频标签23与测试天线10一一对应设置。射频标签23与辐射环14之间的距离设置为小于辐射环14的面积所等效的圆的半径的√2倍。辐射环14的线宽小于或等于射频标签23的金属环22的线宽的五分之一。导电地平面16设置于辐射环14的一侧，射频标签23设置于辐射环14远离导电地平面16的一侧。导电地平面16与辐射环14之间的距离为射频标签23与辐射环14之间的距离的两倍到四倍。辐射环14所围成的面积小于金属环22所围成的面积，辐射环14的形状与射频标签23中的金属环22形状相同。

控制模块11沿测试天线10和射频标签23编号的方向，从A1到An依次向各测试天线10输出激励信号。各个测试天线10将激励信号定向传输至对应的射频标签23。射频标签23根据激励信号产生反向调制信号，控制模块11获取各个射频标签23根据激励信号发出的反向调制信号，并分别判断各个射频标签23的合格状态，从而实现对拼版射频标签中的每个射频标签23进行测试，而无需拆分测试。射频标签的测试装置还可以设置参考辐射环140，用于测试射频标签的测试装置是否正常工作，从而进一步提高射频标签的测试装置的准确性。

可选的，图10是本发明实施例提供的一种射频标签的测试方法流程图。在上述实施例的基础上，参见图10，射频标签的测试方法包括：

S101、通过控制模块向测试天线输出激励信号。

具体的，在通过测试装置对拼版射频标签进行测试时，控制模块每次向一个测试天线输出激励信号，以防多个测试天线之间互相影响。

S102、通过所述测试天线，将所述激励信号定向传输至射频标签。

具体的，测试天线将激励信号定向传输至对应的一个射频标签。射频标签根据激励信号发出反相调制信号。由于控制模块每次只向一个测试天线输出激励信号，因此不同的射频标签也会根据收到的激励信号的能量强弱分别产生反向调制信号，使得不同的射频标签发出反向调制信号的时间也不同。

S103、通过所述控制模块，根据所述反向调制信号，确定发出所述反向调制信号的所述射频标签的合格状态。

具体的，控制模块分别获取每个射频标签返回的反向调制信号，调整激励信号的幅度，直至射频标签不再返回反向调制信号，或控制模块接收不到反向调制信号为止。从而反向调制信号分别判断每个标签是否合格。判断的方式可以是将反向调制信号的强度与预设阈值进行比较，若反向调制信号的强度小于预设阈值则该射频标签合格。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种射频标签的测试装置，其特征在于，包括：

控制模块，所述控制模块用于输出激励信号；

至少两个测试天线，所述测试天线与所述控制模块连接，所述测试天线用于将所述激励信号定向传输至射频标签，以激励所述射频标签发出反向调制信号；

所述控制模块还用于根据所述反向调制信号，确定发出所述反向调制信号的所述射频标签的合格状态；

其中，每个所述测试天线用于对应测试一个所述射频标签。

2.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述测试天线，包括：

射频连接器，所述射频连接器与所述控制模块连接，所述射频连接器用于获取所述激励信号；

匹配模块，所述匹配模块与所述射频连接器连接，所述匹配模块用于进行阻抗匹配，以保证所述测试天线对所述激励信号进行无衰减的传输；

辐射环，所述辐射环与所述匹配模块连接，所述辐射环用于将所述激励信号转换为磁场信号并定向传输至所述射频标签。

3.根据权利要求2所述的测试装置，其特征在于，所述匹配模块，包括：

匹配单元，所述匹配单元与所述射频连接器连接，所述匹配单元用于进行阻抗匹配，以保证所述测试天线对所述激励信号进行无衰减的传输；

第一电阻，所述第一电阻与所述辐射环连接，所述第一电阻用于与所述辐射环串联以增加所述测试天线的带宽。

4.根据权利要求2所述的测试装置，其特征在于，所述测试装置还包括：

导电地平面，所述导电地平面位于所述辐射环的一侧，所述射频标签设置于所述辐射环远离所述导电地平面的一侧，所述导电地平面与所述测试天线的辐射环的接地端连接；

所述导电地平面用于减小各所述测试天线之间的功率传输系数。

5.根据权利要求4所述的测试装置，其特征在于，所述射频标签与所述测试天线一一对应设置；

所述测试天线在所述导电地平面的正投影与所述测试天线所测试的所述射频标签在所述导电地平面的正投影至少部分交叠。

6.根据权利要求5所述的测试装置，其特征在于，所述测试天线与所述测试天线所测试的所述射频标签之间的距离满足：

其中，x为所述射频标签与所述辐射环之间的距离，R为根据所述辐射环的面积所等效的圆的半径。

7.根据权利要求5所述的测试装置，其特征在于，所述控制模块沿第一方向依次向各所述测试天线输出所述激励信号。

8.根据权利要求2所述的测试装置，其特征在于，所述辐射环的线宽小于所述射频标签的金属环的线宽；

所述辐射环所围成的面积小于所述金属环所围成的面积。

9.根据权利要求2所述的测试装置，其特征在于，所述辐射环的形状包括圆形、椭圆形、正多边形或不规则的多边形中的一种。

10.一种射频标签的测试方法，其特征在于，包括：

通过控制模块向测试天线输出激励信号；

通过所述测试天线，将所述激励信号定向传输至射频标签；

通过所述控制模块，根据反向调制信号，确定发出所述反向调制信号的所述射频标签的合格状态。