CN201741174U

CN201741174U - 可以无线充电的rfid电子标签

Info

Publication number: CN201741174U
Application number: CN2010205074583U
Authority: CN
Inventors: 洪劲松; 张光旻; 肖冰; 周至立; 李冰; 王秉中
Original assignee: University of Electronic Science and Technology of China
Current assignee: University of Electronic Science and Technology of China
Priority date: 2010-08-27
Filing date: 2010-08-27
Publication date: 2011-02-09
Anticipated expiration: 2020-08-27

Abstract

本实用新型涉及一种可以无线充电的RFID电子标签，包括信号接收天线、信号处理模块、能量接收天线、整流电路模块和储能电容，所述整流电路模块包括低通滤波器、匹配电路、整流二极管和直通滤波器，所述低通滤波器的一端与能量接收天线直接连接，另一端与匹配电路连接，所述匹配电路通过整流二极管和直通滤波器连接，所述直通滤波器的另一端和储能电容直接连接，所述储能电容的另一端和信号处理模块直接连接，信号处理模块和信号接收天线连接。本实用新型专利的有益效果是：保留了有源RFID识别距离远、传输数据量大、发射功率小和兼容性好等优点，同时克服了现有的有源RFID电子标签使用寿命依赖于自身电池的不足，具有广泛的应用前景。

Description

可以无线充电的RFID电子标签

技术领域

本实用新型涉及RFID技术领域，尤其涉及RFID电子标签。

背景技术

射频识别(RFID)技术是一种非接触式的自动识别技术，它可以通过射频信号自动识别目标并获取所需数据。RFID电子标签是射频识别技术的核心，是射频识别系统真正的数据载体。

RFID电子标签分为无源RFID电子标签和有源RFID电子标签两种。目前市场上主流的RFID电子标签是无源RFID电子标签。

无源RFID电子标签上不带电池，其工作所需要的全部电源都依靠转换接收到的读写器发送的射频能量而获得，其具体工作方式分为两种情况：对于高频RFID，基于电感耦合理论，无源RFID电子标签工作于读写器发射电磁场的近场区域，天线类似于变压器的耦合线圈，RFID电子标签的芯片与读写器通过天线线圈之间的耦合作用实现能量的传递；而超高频RFID，基于电磁场耦合理论，其电子标签工作于读写器发射电磁场的远场区域，天线可等效为一电流元，RFID电子标签芯片与读写器通过交变的电磁场实现能量的传递。上述两种情况下，接收天线两端产生了感应电势差，并在电子标签芯片通路中形成微弱电流，如果这个电流强度超过一个阈值，就将激活无源RFID电子标签的芯片电路工作，从而对标签芯片中的存储器进行读/写操作。但是因为读写器发射的射频能量有限，加之上述两种方式电能转换效率不高，所以无源RFID电子标签接收能量小，从而导致它的发射功率小，造成无源RFID识别距离短、传输数据量小、需要读写器发射功率大等缺点。并且因为无源RFID电子标签没有用于储能的结构，所以无源RFID电子标签芯片接收到的电能不能长期维持，只能一次性使用，降低了它的可靠性和兼容性。综上所述，现有的无源RFID电子标签虽然不需要自带电池，但是其识别距离短、传输数据量小、需要读写器发射更高的功率。

有源RFID电子标签自身具备电池，可提供全部器件工作的电源，可以以较高的发射功率反馈信息，因而对读写器的发射功率要求不高，而且有效读写距离也较前者有所增加。可以说有源RFID电子标签具有识别距离远、传输数据量大、所需发射功率小、可靠性和兼容性好等优点。有源RFID电子标签虽然克服了无源RFID电子标签的不足，但是，有源RFID电子标签由于自带电源，故封装成卡片以后一般比较厚；其有源标签的价格较无源标签要昂贵；同时有源标签的寿命依赖于电池，一般在1～2年左右。正是因为这些不足，有源RFID技术发展相对滞后。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有的有源RFID电子标签使用寿命依赖于自身电池的不足，提出了一种可以无线充电的RFID电子标签。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案提供了一种可以无线充电的RFID电子标签，包括信号接收天线和信号处理模块，其特征在于，还包括能量接收天线、整流电路模块和储能电容，所述整流电路模块包括低通滤波器、匹配电路、整流二极管和直通滤波器，所述低通滤波器的一端与能量接收天线直接连接，另一端与匹配电路连接，所述匹配电路通过整流二极管和直通滤波器连接，所述直通滤波器的另一端和储能电容直接连接，所述储能电容的另一端和信号处理模块直接连接，信号处理模块和信号接收天线连接。

本实用新型专利的有益效果是：本实用新型的RFID电子标签技术改变了现有的有源RFID电子标签内自带电池供电的方式，通过自身的整流电路模块和储能电容实现了对RFID电子标签的无线输能并能将能量保存后以较高电压向信号处理模块供电，因此保留了有源RFID识别距离远、传输数据量大、发射功率小、可靠性和兼容性好等优点，同时又克服了现有的有源RFID电子标签使用寿命依赖于自身电池的不足，具有广泛的应用前景。

附图说明

图1是本实用新型的原理结构图。

附图标记说明：信号接收天线1、信号处理模块2、整流电路模块3、储能电容4、能量接收天线5、电磁波9、低通滤波器31、匹配电路32、整流二极管33和直通滤波器34。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型具体实施方式做进一步的说明。

如图1所示，一种可以无线充电的RFID电子标签，包括信号接收天线1和信号处理模块2、整流电路模块3、储能电容4和能量接收天线5，整流电路模块3包括低通滤波器31、匹配电路32、整流二极管33和直通滤波器34，低通滤波器31的一端与能量接收天线5直接连接，另一端与匹配电路32连接，匹配电路32通过整流二极管33和直通滤波器34连接，直通滤波器34的另一端和储能电容4直接连接，所述储能电容4的另一端和信号处理模块2直接连接，信号处理模块2和信号接收天线1连接。

下面对本实用新型的工作原理做详细说明。本实用新型用于无线充电的电磁波采用S频段(2.45GHz)。首先，能量接收天线5接收电磁波9的射频能量并将能量转化成高频电流传送至整流电路模块3，整流电路模块3的低通滤波器31使工作频点的能量低插损通过并阻碍整流过程中产生的二次或更高次谐波通过能量接收天线5又辐射到自由空间去。然后，设置匹配电路32，连接整流二极管33。再连接由微带线和大电容组成的直通滤波器34后输出，其作用是只让直流通过，阻止基波和谐波通过。因此整流电路模块3内基频、二次和高次谐波就在低通滤波器31和直通滤波器34间来回反射，以提高射频能量转换为直流能量的效率。最后将直流能量送至储能电容4。储能电容4为信号处理模块2供电，信号处理模块2利用信号接收天线1与读写器之间进行非接触式双向通信，实现数据交换，以达到识别目的。

本实用新型中，能量接收天线5可以使用介电常数为4.7的FR 4的介质基板，厚度为0.6mm，天线尺寸40mm×40mm。经实验测得：中心频率2.45GHz，带宽为600MHZ，增益为2.17dB。

本实用新型中，能量接收天线5也可以采用介电常数为3.55的RO4003C介质基板，厚度为0.5mm，天线尺寸40mm×40mm。经实验测得：带宽900MHZ，增益为2.471dB，发生了频偏。

本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本实用新型的原理，应被理解为本实用新型的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本实用新型公开的这些技术启示做出各种不脱离本实用新型实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本实用新型的保护范围内。

Claims

1.一种可以无线充电的RFID电子标签，包括信号接收天线和信号处理模块，其特征在于，还包括能量接收天线、整流电路模块和储能电容，所述整流电路模块包括低通滤波器、匹配电路、整流二极管和直通滤波器，所述低通滤波器的一端与能量接收天线直接连接，另一端与匹配电路连接，所述匹配电路通过整流二极管和直通滤波器连接，所述直通滤波器的另一端和储能电容直接连接，所述储能电容的另一端和信号处理模块直接连接，信号处理模块和信号接收天线连接。