CN219533806U - 基于mems开关的无芯片uhf射频标签 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及UHF射频标签技术领域,公开了基于MEMS开关的无芯片UHF射频标签，包括RLC滤波单元、二极管D1、电容C1、天线和至少一个开关单元；RLC滤波单元的输出端与二极管D1的阳极电连接，二极管D1的负极通过电容C1另一端接地；开关单元包括电阻R1、第一MEMS开关K1和第二MEMS开关K2，第一MEMS开关K1的吸合电压大于第二MEMS开关K2的吸合电压；在实际使用时，本实用新型通过设置开关单元以及让开关单元基于输入电压使第一MEMS开关K1和第二MEMS开关K2在不同的大小的输入电压时先后导通，从而可以实现天线与接地点的导通和关断控制，实现一位信息的发送，从而实现不用控制芯片就能发送信息，避免UHF射频标签中的控制芯片使用，进而能降低UHF射频标签的成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及UHF射频标签技术领域，具体涉及基于MEMS开关的无芯片UHF射频标签。
背景技术
射频标签，一种数据载体，因其具有读写速度快、可运动识别、体积小、易于封装、序列号唯一且难复杂的优势被广泛应用在防伪、生产流水线管理、仓储管理、贵重物品管理和物流等领域中。按照工作频率的不同射频标签可以分为低频标签(500KHz以下)、中高频标签(3M-30MHz)、特高频标签(300M-3000MHz)和超高频标签(3GHz以上)。
现有射频标签主要包括收发天线、AC/DC电路、解调电路、控制芯片、存储器和调制电路，控制芯片通过调制电路和收发天线进行数据发送。对于特高频标签(UHF射频标签)，常规UHF射频标签与阅读器之间的通信是通过信号反向散射来实现的，在这个通信方法中，当控制芯片控制天线连接到小负载或者接地时，发射的信号反向散射到阅读器，当控制芯片控制天线打开或者连接到大负载时，天线不会辐射回输入信号。但是对于UHF射频标签，只需控制天线与接地点之间的通断即可实现标签与阅读器之间的通信，而现有的UHF射频标签由于通过控制芯片来控制开关的通断来控制天线与接地点的通断，一方面导致UHF射频标签的成本因控制芯片的成本而变的较大，另一方面由于控制芯片的体积限制不好实现UHF射频标签的小型化和电路集成。
实用新型内容
鉴于背景技术的不足，本实用新型是提供了基于MEMS开关的无芯片UHF射频标签，所要解决的技术问题是现有UHF射频标签由于采用控制芯片来控制开关的通断来实现天线与接地点的通断，整体成本较高。
为解决以上技术问题，本实用新型提供了如下技术方案：基于MEMS开关的无芯片UHF射频标签，包括RLC滤波单元、二极管D1、电容C1、天线和至少一个开关单元；
所述RLC滤波单元的输出端与所述二极管D1的阳极电连接，所述二极管D1的负极与所述电容C1一端电连接，所述电容C1另一端接地；
所述开关单元包括电阻R1、第一MEMS开关K1和第二MEMS开关K2，所述第一MEMS开关K1的吸合电压大于所述第二MEMS开关K2的吸合电压；所述电阻R1一端分别与二极管D1的阴极和第一MEMS开关K1的电压控制端电连接，所述电阻R1另一端分别与第一MEMS开关K1的第一连接端和第二MEMS开关K2的电压控制端电连接，所述第二MEMS开关K2的第一连接端与所述天线电连接，所述第一MEMS开关K1的第二连接端和第二MEMS开关K2的第二连接端电连接，且接地。
在实际使用时，将第一MEMS开关K1的吸合电压作为V1、将第二MEMS开关K2的吸合电压作为V2，V2大于V1，将二极管D1的阴极电压作为Vin。当Vin上升且Vin大于V1小于V2时，第一MEMS开关K1导通，此时天线接地；当Vin大于V2后，第二MEMS开关K2导通，此时第一MEMS开关K1的电压控制端由于通过第二MEMS开关K2接地而断开，同时天线因第一MEM开关K1的断开不接地；而在第一MEMS开关K1导通、第二MEMS开关K2关断时，天线可以反向散射信号；因此通过开关单元可以实现天线与接地点的通断控制，通过一个开关单元可以发送一位二进制信息，通过设置多个开关单元以及让每个开关单元的第一MEMS开关K1和第二MEMS开关K2的吸合电压不同，从而能发送多位二进制信息。
在某种实施方式中，每个开关单元的第一MEMS开关K1的第二连接端分别通过熔断器接地。
在某种实施方式中，所述RLC滤波单元包括电阻R2、电感L1和电容C1，所述电阻R2一端被配置于输入电压，所述电阻R2另一端与电感L1一端连接，所述电感L1另一端分别与电容C1一端和二极管D1的阳极电连接，所述电容C1另一端接地。
在某种实施方式中，本实用新型还包括衬底，所述RLC滤波单元、二极管D1、电容C1、天线和开关单元设置在所述衬底的顶部。
在某种实施方式中，本实用新型包括八个、十六个、三十二个、四十八个或者六十四个开关单元。
本实用新型与现有技术相比所具有的有益效果是：本实用新型通过设置开关单元以及让开关单元基于输入电压使第一MEMS开关K1和第二MEMS开关K2在不同的大小的输入电压时先后导通，从而可以实现天线与接地点的导通和关断控制，实现一位信息的发送，而通过设置多个开关单元以及通过设置第一MEMS开关K1和第二MEMS开关K2的吸合电压从而让多个开关单元在不同的输入电压值时先后使天线与接地点导通，从而可以发送多位信息；因此本实用新型可以不用控制芯片就能实现信息的发送，通过不用使用控制芯片可以减少UHF射频标签的制作成本。
附图说明
图1为本实用新型的第一种结构示意图；
图2为本实用新型的第二种结构示意图；
图3为衬底上的MEMS开关与电阻的连接示意图。
具体实施方式
现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
由于现有UHF射频标签需要依赖控制芯片来控制天线与接地点之间的通断，受控制芯片的成本限制，整个UHF射频标签的成本较高，为了实现没有控制芯片控制的UHF射频标签，本实用新型提供了基于MEMS开关的无芯片UHF射频标签，包括RLC滤波单元1、二极管D1、电容C1、天线和至少一个开关单元2；具体地，图1所示的电路包括三个开关单元2，其中三个开关单元2仅为示意，用于提示在有多个开关单元2时，多个开关单元2是如何与二极管D1电连接的。
RLC滤波单元1的输出端与二极管D1的阳极电连接，二极管D1的负极与电容C1一端电连接，电容C1另一端接地；
开关单元2包括电阻R1、第一MEMS开关K1和第二MEMS开关K2，第一MEMS开关K1的吸合电压大于第二MEMS开关K2的吸合电压；电阻R1一端分别与二极管D1的阴极和第一MEMS开关K1的电压控制端电连接，电阻R1另一端分别与第一MEMS开关K1的第一连接端和第二MEMS开关K2的电压控制端电连接，第二MEMS开关K2的第一连接端与天线电连接，第一MEMS开关K1的第二连接端和第二MEMS开关K2的第二连接端电连接，且接地。
具体地，在图1中，RLC滤波单元包括电阻R2、电感L1和电容C1，电阻R2一端被配置于输入电压，电阻R2另一端与电感L1一端连接，电感L1另一端分别与电容C1一端和二极管D1的阳极电连接，电容C1另一端接地。
在实际使用时，将第一MEMS开关K1的吸合电压作为V1、将第二MEMS开关K2的吸合电压作为V2，V2大于V1，将二极管D1的阴极电压作为Vin。当Vin上升且Vin大于V1小于V2时，第一MEMS开关K1导通，此时天线接地；当Vin大于V2后，第二MEMS开关K2导通，此时第一MEMS开关K1的电压控制端由于通过第二MEMS开关K2接地而断开，同时天线因第一MEM开关K1的断开不接地；而在第一MEMS开关K1导通、第二MEMS开关K2关断时，天线可以反向散射信号；因此通过开关单元可以实现天线与接地点的通断控制，通过一个开关单元可以发送一位二进制信息，通过设置多个开关单元以及让每个开关单元的第一MEMS开关K1和第二MEMS开关K2的吸合电压不同，从而能发送多位二进制信息。
在实际使用时，开关单元2的数量依据要发送数据的位数确定，这里并不限制，常用的开关单元2的数量有八个、十六个、三十二个、四十八个或者六十四个，分别可以发送八位信息、十六位信息、三十二位信息、四十八位信息和六十四位信息。
另外为了满足UHF射频标签的单次使用需求，即UHF射频标签只能使用一次，如图2所示，每个开关单元2的第一MEMS开关K1的第二连接端分别通过熔断器接地，以最左侧的开关单元2为例，第一MEMS开关K1的第二连接端通过熔断器F1接地。另外由于不同的开关单元2需依据输入电压的大小先后使天线ANT接地，因此每个开关单元2所连接的熔断器的规格需与开关单元2的第二MEMS开关K2的吸合电压相匹配。
另外，本实施例中，本实用新型还包括衬底1，RLC滤波单元1、二极管D1、电容C1、天线和开关单元2设置在衬底1的顶部。其中一个MEMS开关和电阻在衬底1上的示意图如图3所示，图3所示的MEMS开关为悬臂开关，MEMS开关的吸合电压的Vpull-in的计算公式如下：
其中K z是弹簧常数，g 0是金属板之间的间隙，W是焊盘的面积，ε0是空气介电常数。因此可以通过调整参数g0和W的大小可以设置不同吸合电压的MEMS开关。
在实际制造时，除了二极管D1外，可以使用基本MEMS制造工艺来制造本实用新型的电阻和电容。
综上，本实用新型通过设置开关单元以及让开关单元基于输入电压使第一MEMS开关K1和第二MEMS开关K2在不同的大小的输入电压时先后导通，从而可以实现天线与接地点的导通和关断控制，实现一位信息的发送，而通过设置多个开关单元以及通过设置第一MEMS开关K1和第二MEMS开关K2的吸合电压从而让多个开关单元在不同的输入电压值时先后使天线与接地点导通，从而可以发送多位信息；因此本实用新型可以不用控制芯片就能实现信息的发送，通过不用使用控制芯片可以减少UHF射频标签的制作成本，另外由于没有控制芯片，易于将电路集成在衬底上，能实现UHF射频标签的小型化。
上述依据本实用新型为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (5)
1.基于MEMS开关的无芯片UHF射频标签，其特征在于，包括RLC滤波单元、二极管D1、电容C1、天线和至少一个开关单元；
所述RLC滤波单元的输出端与所述二极管D1的阳极电连接，所述二极管D1的负极与所述电容C1一端电连接，所述电容C1另一端接地；
所述开关单元包括电阻R1、第一MEMS开关K1和第二MEMS开关K2，所述第一MEMS开关K1的吸合电压大于所述第二MEMS开关K2的吸合电压；所述电阻R1一端分别与二极管D1的阴极和第一MEMS开关K1的电压控制端电连接，所述电阻R1另一端分别与第一MEMS开关K1的第一连接端和第二MEMS开关K2的电压控制端电连接，所述第二MEMS开关K2的第一连接端与所述天线电连接，所述第一MEMS开关K1的第二连接端和第二MEMS开关K2的第二连接端电连接，且接地。
2.根据权利要求1所述的基于MEMS开关的无芯片UHF射频标签，其特征在于，每个开关单元的第一MEMS开关K1的第二连接端分别通过熔断器接地。
3.根据权利要求1所述的基于MEMS开关的无芯片UHF射频标签，其特征在于，所述RLC滤波单元包括电阻R2、电感L1和电容C1，所述电阻R2一端被配置于输入电压，所述电阻R2另一端与电感L1一端连接，所述电感L1另一端分别与电容C1一端和二极管D1的阳极电连接，所述电容C1另一端接地。
4.根据权利要求1所述的基于MEMS开关的无芯片UHF射频标签，其特征在于，还包括衬底，所述RLC滤波单元、二极管D1、电容C1、天线和开关单元设置在所述衬底的顶部。
5.根据权利要求1-4任一项所述的基于MEMS开关的无芯片UHF射频标签，其特征在于，包括八个、十六个、三十二个、四十八个或者六十四个开关单元。
Priority Applications (1)
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| CN202320553703.1U CN219533806U (zh) | 2023-03-21 | 2023-03-21 | 基于mems开关的无芯片uhf射频标签 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN202320553703.1U CN219533806U (zh) | 2023-03-21 | 2023-03-21 | 基于mems开关的无芯片uhf射频标签 |
Publications (1)
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| CN219533806U true CN219533806U (zh) | 2023-08-15 |
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ID=87582827
Family Applications (1)
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| CN202320553703.1U Active CN219533806U (zh) | 2023-03-21 | 2023-03-21 | 基于mems开关的无芯片uhf射频标签 |
Country Status (1)
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2023
- 2023-03-21 CN CN202320553703.1U patent/CN219533806U/zh active Active
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