CN202025039U - 超高频射频识别电子标签天线大规模生产在线测试使用设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及超高频射频识别电子标签天线大规模生产在线测试使用设备，其特征在于：包括中央处理器、微波信号源、多探针测量系统、平衡不平衡变换器巴伦以及电容耦合的探针，电容耦合的探针通过平衡不平衡变换器巴伦连接多端口功率测量系统，中央处理器通过微波信号源给多端口(探针)功率测量系统提供信号；设备还设有电源模块、蜂鸣器、显示器，电源模块给整个系统提供电源，蜂鸣器、显示器分别与中央处理器连接。本实用新型的有益效果是在标签贴上芯片之前，测量出标签天线的输入阻抗，有效的降低生产成本，精确的反映出标签天线与芯片之间的匹配程度，并且适合各种类型的标签天线的测试。

Description

超高频射频识别电子标签天线大规模生产在线测试使用设备

所属技术领域

本实用新型是一种超高频射频识别电子标签天线大规模生产在线测试使用设备，在标签天线未贴芯片之前，对大规模的标签生产进行在线测试，对检测出来未达到要求的标签天线做上标志，进而不用贴上芯片，以达到降低生产成本，提高标签规模化生产可靠性。 

背景技术

目前，电子标签(Tag)的大规模生产的测试方法采用的是对生产出来的标签天线贴上芯片，然后对整个电子标签利用外场(辐射场)测试，如TEM Cell。这类方法不足之处在于：一方面，不能精确的测量出标签天线的输入阻抗，也不能精确的反映出天线的辐射效率；另外一方面，测试时需要将标签天线贴上芯片，这样对生产的成本会大大提高。本实用新型专利直接在线测试标签天线的输入阻抗，在标签贴芯片之前进行测试，能有效的降低生产成本，并能精确的反映出标签天线与芯片之间的匹配程度，适合各种类型的标签天线的测试。 

实用新型内容

为了降低标签大规模生产的成本，克服标签在线测试方法不能在标签天线贴芯片之前测试的不足，本实用新型专利提供了一种超高频射频识别电子标签天线大规模生产在线测试使用设备，能在标签贴上芯片之前，精确的测试标签天线的输入阻抗，降低标签的成本，并且本实用新型专利适合各种类型的标签天线的测试。 

本实用新型的技术方案是：超高频射频识别电子标签天线大规模生产在 线测试使用设备，其特征在于：包括中央处理器、微波信号源、多探针测量系统、平衡不平衡变换器巴伦以及电容耦合的探针，电容耦合的探针通过平衡不平衡变换器巴伦连接多端口功率测量系统，中央处理器通过微波信号源给多端口功率测量系统提供信号；设备还设有电源模块、蜂鸣器、显示器，电源模块给整个系统提供电源，蜂鸣器、显示器分别与中央处理器连接。 

在生产线流动的过程中，利用电容耦合原理，精确测试标签天线的输入阻抗，本实用新型专利不仅能测量单个标签天线的输入阻抗，而且能同时测量多个标签天线的输入阻抗。对标签天线输入阻抗的测试采用耦合探针、补偿巴伦和多端口功率测量系统相结合的方法。对单个超高频标签天线，首先，通过探针末端金属小圆盘和标签天线贴芯片的焊盘处进行容性耦合。其次，将探针耦合下来的信号通过补偿巴伦进行平衡-不平衡和阻抗变换。然后，将通过补偿巴伦变换下来的信号再通过多端口功率测量系统，采样提取几个固定点的功率信息。最后，利用获得的这几个点功率信息，通过处理计算，就可获得端口加载的反射系数，从而推算出标签天线的输入阻抗。对在线大规模生产时多个标签天线同时进行测量时，需考虑到实际标签天线的批量化生产加工时，存在多个标签天线密密麻麻地放置，因此必须考虑标签天线相互耦合的影响。 

本实用新型的有益效果是：在标签贴上芯片之前，测量出标签天线的输入阻抗，有效的降低生产成本，精确的反映出标签天线与芯片之间的匹配程度，并且适合各种类型的标签天线的测试。 

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型专利进一步说明。 

图1是单个超高频标签天线阻抗测试方法原理框图。 

图2是电容耦合示意图。 

图3是电容耦合等效电路原理图。 

图4是阻抗测试原理图。 

图5是传送带上天线阵列耦合效应示意图。 

图6是多个超高频标签天线大规模生产在线测试方法原理框图。 

具体实施方式

图1是单个超高频标签天线阻抗线测试方法原理框图。 

单个超高频标签天线阻抗线测试使用的设备系统包括中央处理器、微波信号源、多端口(探针)功率测量系统、平衡不平衡变换器巴伦以及电容耦合的探针，电容耦合的探针通过平衡不平衡变换器巴伦连接多端口(探针)功率测量系统，中央处理器通过微波信号源给多端口(探针)功率测量系统提供信号。设备还设有电源模块、蜂鸣器、显示器，电源模块给整个系统提供电源，蜂鸣器、显示器分别与中央处理器连接。微波信号源受中央处理器控制，可以实现跳频工作或扫频工作。为了测量系统的广泛适用性，待测的标签天线输入阻抗作为标准变量输入，并保存在中央处理器中。系统工作原理是，标签天线贴芯片的两脚与探针组成耦合电容，信号源发出超高频测试信号经过巴伦对耦合电容进行测试，探针系统测量耦合电容反射回来的信号功率，数据传送到中央处理器进行计算得出在该超高频测试信号频率下的标签天线的阻抗，画出标签天线的阻抗曲线，并对不满足设计要求的标签天线进行报警。 

图2是电容耦合的示意图，图3是电容耦合等效电路原理图，在标签天线贴芯片的焊盘的正下方，垂直与标签平面安装两根探针。探针末端带有的金属小圆盘，它们与标签天线焊盘之间形成电容。标签天线的输入阻抗为Z_t＝R_t+jX_t，耦合电容分别为G₁和G₂，则从另一端看进去的阻抗Z_in＝R_in+jX_in可以用公式得到： 

$Z_{\mathrm{in}}=Z_t+\frac{1}{\mathrm{j\ω}(C_1+C_2)}$

ω是超高频测试信号的角频率。利用上式Z_t的实部和虚部可以表示成： 

R_t＝R_in

$X_t=X_{\mathrm{in}}+\frac{1}{\mathrm{\ω}(C_1+C_2)}$

图4给出了单个标签天线阻抗测试的原理图，补偿巴伦和多探针功率测试系统可以看作是网络参数已知的两端口网络，根据测量到的发射功率大小，可以得到反射系数Γ_in ²，而根据两端口网络的网络参数和反射系数可以计算出阻抗Z_in，从而结合上述公式可以计算出标签天线输入阻抗的实部和虚部。 

图5是传送带上天线阵列耦合效应示意图。分析在有限宽度W的生产线上，横向可以排列几个天线单元，各单元间横向间距D_x为，纵向间距D_y。分析在各种不同的单元间距时，各端口的互耦情况，选取适合规模化标签天线测试的单元间距，并将这些互耦情况反馈到中央处理器，进行耦合补偿。 

图6是多个超高频标签天线大规模生产在线测试方法原理框图。系统在图1所示的基础上考虑了天线阵列之间的耦合效应，耦合效应示意图见图4。系统对多个标签天线同时进行测量时，将耦合效应反馈到中央处理器，进行耦合补偿，从而测量出天线的阻抗。 

Claims (1)

1.超高频射频识别电子标签天线大规模生产在线测试使用设备，其特征在于：包括中央处理器、微波信号源、多探针测量系统、平衡不平衡变换器巴伦以及电容耦合的探针，电容耦合的探针通过平衡不平衡变换器巴伦连接多端口功率测量系统，中央处理器通过微波信号源给多端口功率测量系统提供信号；设备还设有电源模块、蜂鸣器、显示器，电源模块给整个系统提供电源，蜂鸣器、显示器分别与中央处理器连接。 

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