CN219936412U - 一种uhf微型近场rfid一体机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种UHF微型近场RFID一体机，包括：UHF RFID处理芯片、RLC匹配器件、巴伦模块以及环状天线；所述UHF RFID处理芯片通过巴伦模块与环状天线连接，所述环状天线呈矩形环绕巴伦模块与UHF RFID处理芯片设置；所述RLC匹配器件串联在环状天线中。本实用新型结合了UHF RFID的技术优势，提供了一种UHF微型近场RFID一体机，具有高工作带宽，工作频点不易受靠近材料的影响，相对于传统HF RFID更大的读取距离5～10cm，多标签读取能力和抗干扰能力，促进RFID往桌面级，用户级等面向更小空间的，更小体积应用需求扩展。
Description
技术领域
本实用新型涉及物联网、无线通信领域，特别涉及一种UHF微型近场RFID一体机。
背景技术
高频HF RFID是最常用的RFID技术之一。但已经存在近半个世纪，随着技术的进步和市场对RFID技术的各种新需求不断涌现，HF RFID自身也体现出了很多缺点。近年来，随着芯片和通信技术的不断提升，以超高频UHF RFID技术为代表的新型RFID技术在远场RFID已经占据绝对优势，在近场（Near Field）应用上相对HF RFID也体现出更多的优势。
传统的高频HF RFID存在一系列的问题：1)读写距离短，只能进场读取，通常1cm左右，2）读写速度慢，一次只能读一个，3）抗干扰能力差，4）可读取的标签种类有限，5）成本和价格较高，6）HF RFID天线难以小型化。市场上现存的UHF RFID方案，读卡器体积偏大，再加上天线，更难以适应桌面级等微小型RFID读卡器应用场景。
而基于超高频UHF的近场RFID技术的优势在于：1)读写距离更远，最远通常5~10cm，2）多标签同时读写，3）抗干扰能力强，4）支持的标签种类更多，5）成本更低，6）UHF天线可小型化。但利用UHF频段来设计近场RFID的技术难点在于模组的小型化，低成本化。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种集成UHF微型近场RFID天线和芯片模组的集成化一体设计方案，除了UHF RFID的技术优势，同时还能满足需要成本低，小体积的近场RFID应用场景。
本实用新型采用的技术方案如下：一种UHF微型近场RFID一体机，包括：UHF RFID处理芯片、RLC匹配器件、巴伦模块以及环状天线；所述UHF RFID处理芯片通过巴伦模块与环状天线连接，所述环状天线呈矩形环绕巴伦模块与UHF RFID处理芯片设置；所述RLC匹配器件串联在环状天线中。
作为一个优选方案，所述UHF RFID处理芯片、RLC匹配器件、巴伦模块以及环状天线均设置在PCB底板上。
作为一个优选方案，该RFID一体机还包括天线寄生走线，设置在PCB底板上，并与环状天线的一边平行。
作为一个优选方案，所述环状天线环绕形成的区域用于芯片和器件布局布线。
作为一个优选方案，所述UHF微型近场RFID一体机整体尺寸在20mm*20mm至30mm*30mm之间。
作为一个优选方案，该RFID一体机还包括设置在PCB底板上的电源接口，为天线正常运行供电。
作为一个优选方案，该RFID一体机还包括设置在PCB底板上的数据接口用于数据交互。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：本实用新型结合了UHF RFID的技术优势，提供了一种UHF微型近场RFID一体机设计，具有高工作带宽，工作频点不易受靠近材料的影响，相对于传统HF RFID更大的读取距离5~10cm，多标签读取能力和抗干扰能力，促进RFID往桌面级，用户级等面向更小空间的，更小体应用需求扩展。
附图说明
图1为本实用新型提出的UHF微型近场RFID一体机示意图。
附图标记：1-PCB底板，2-环状天线，3-天线寄生走线，4-巴伦模块，5-UHF RFID处理芯片，6-RLC匹配器件，7-布局布线区域。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的模块或具有相同或类似功能的模块。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。相反，本申请的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
参见图1，本实施例提出了一种UHF微型近场RFID一体机，结合了UHF RFID的技术优势，同时还能满足需要成本低，小体积的近场RFID应用场景。具体包括：UHF RFID处理芯片5、RLC匹配器件6、巴伦模块4以及环状天线2；
其中，所述UHF RFID处理芯片5通过巴伦模块4与环状天线2连接，所述环状天线2呈矩形环绕巴伦模块4与UHF RFID处理芯片5设置；所述RLC匹配器件6串联在环状天线2中；巴伦模块4实现单端转查封的射频输出。
在本实施例中，UHF RFID处理芯片5、RLC匹配器件6、巴伦模块4、环状天线2以及其他所需器件均设置在PCB底板1上。
在实际应用中，发送时，射频信号经过UHF RFID处理芯片5处理后通过巴伦模块4转换为差分信号发送至环形天线发出；接收时，信号通过环形天线由巴伦模块4转换为单端信号后UHF RFID处理芯片5接收处理。
为了避免因为靠近高介电物质而影响天线的工作频点，例如桌面、金属等，本实施例采用了串联RLC匹配器件6，通过RLC匹配器件6使天线的工作频率覆盖UHF频段，且天线带宽较大(>100MHz)。
在本实施例中，为了改善读取的方向性，在PCB底板1上设置了天线寄生走线3，该天线寄生走线3与环形天线的一边平行。通过天线寄生走线3，可以使得电流通过平行线感应传输到另一端，增加了天线的环形电流，增强了天线和标签之间的感性耦合，使得不管从哪个方向读取标签的增益都比较均匀，从而大大改善了读取的方向性。
同时，环状天线2环绕所形成的布局布线区域7除了安装芯片与巴伦模块4外还能够用于芯片和器件布局布线，进而减小整体一体机尺寸。本实施例的整体模组可以做到20mm*20mm至30mm*30mm之间，从而大大减少了整个一体机模组的面积，使微型化成为可能，同时地面也能屏蔽底部芯片和器件噪声电场的干扰，提升正上方芯片标签读取的灵敏度。
需要说明的是，该RFID一体机还包括设置在PCB底板1上的电源接口，为天线正常运行供电。同时还包括，设置在PCB底板1上的数据接口用于数据交互。
本实施例中还提出了一种设计实例，尺寸为26mm*26mm，是集成天线和读写芯片以及相关器件和电源接口、数据接口的近距离RFID一体机,可360°读取各种类的标签芯片，适用于需要一体化、小空间、低成本、近距离的(5~10cm)RFID方案。
实施例1
本实施例提出了一种UHF微型近场RFID一体机，包括：UHF RFID处理芯片5、RLC匹配器件6、巴伦模块4以及环状天线2；所述UHF RFID处理芯片5通过巴伦模块4与环状天线2连接，所述环状天线2呈矩形环绕巴伦模块4与UHF RFID处理芯片5设置；所述RLC匹配器件6串联在环状天线2中。
实施例2
在实施例1的基础上，本实施例中，UHF RFID处理芯片5、RLC匹配器件6、巴伦模块4以及环状天线2均设置在PCB底板1上。
实施例3
在实施例1的基础上，本实施例中，该RFID一体机还包括天线寄生走线3，设置在PCB底板1上，并与环状天线2的一边平行。
实施例4
在实施例1的基础上，本实施例中环状天线2环绕形成的布局布线区域7用于芯片和器件布局布线。
实施例5
在实施例1的基础上，本实施例中UHF微型近场RFID一体机整体尺寸在20mm*20mm至30mm*30mm之间。
实施例6
在实施例1的基础上，本实施例中，该RFID一体机还包括设置在PCB底板1上的电源接口，为天线正常运行供电。
实施例7
在实施例1的基础上，本实施例中，该RFID一体机还包括设置在PCB底板1上的数据接口用于数据交互。
通过实施例1-实施例7可较好实施例本实用新型。
需要说明的是，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义；实施例中的附图用以对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (8)
1.一种UHF微型近场RFID一体机，其特征在于，包括：UHF RFID处理芯片、RLC匹配器件、巴伦模块以及环状天线；所述UHF RFID处理芯片通过巴伦模块与环状天线连接，所述环状天线环绕巴伦模块与UHF RFID处理芯片设置；所述RLC匹配器件串联在环状天线中。
2.根据权利要求1所述的UHF微型近场RFID一体机，其特征在于，所述UHF RFID处理芯片、RLC匹配器件、巴伦模块以及环状天线均设置在PCB底板上。
3.根据权利要求1或2所述的UHF微型近场RFID一体机，其特征在于，所述环状天线呈矩形环绕设置。
4.根据权利要求3所述的UHF微型近场RFID一体机，其特征在于，还包括天线寄生走线，设置在PCB底板上，并与环状天线的一边平行。
5.根据权利要求1所述的UHF微型近场RFID一体机，其特征在于，所述环状天线环绕形成的区域用于芯片和器件布局布线。
6.根据权利要求1所述的UHF微型近场RFID一体机，其特征在于，所述UHF微型近场RFID一体机整体尺寸在20mm*20mm至30mm*30mm之间。
7.根据权利要求1所述的UHF微型近场RFID一体机，其特征在于，还包括设置在PCB底板上的电源接口，为一体机正常运行供电。
8.根据权利要求1所述的UHF微型近场RFID一体机，其特征在于，还包括设置在PCB底板上的数据接口用于数据交互。
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2023
- 2023-05-15 CN CN202321165563.7U patent/CN219936412U/zh active Active
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