[发明专利]缝隙环结构的无芯片标签

说明书

技术领域

本发明涉及无线射频领域，特别是涉及一种缝隙环结构的无芯片标签。本发明可应用于物联网和超市的货物或者商品管理，可取代条形码。

背景技术

射频识别技术已经深入到人们生活的方方面面，主要应用于物流供应，交通运输，身份识别和防盗系统等。目前的射频识别的应答器主要是带芯片标签，这种标签对于大宗商品如手机，电视，冰箱等可以适用，但是对于一些低价商品如灯泡，饮料，牙膏等，成本还是很高。为了降低标签的成本，替代物流领域的条形码，许多学者提出了无芯片标签。无芯片标签主要分为基于时域工作(time-domain(TD)-based tag)和基于频域工作(frequency-domain(FD)-based tag)的两类标签。基于时域的无芯片标签主要由SAW和传输线构成，这种标签可以达到所需的数据容量，但是它使用高成本的压电介质，需要亚微米的光刻技术，成本接近带芯片标签，而且面积很大。如刘继成等人公开了［Wireless RF identification system based on SAW, IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol.55, no.2, pp. 958–961, Feb.2008.］。基于微带延迟线的标签也是一种时域工作的标签，它把输入信号和延迟信号叠加形成二进制编码信号。但是这种标签编码容量不足，这方面公开发表的文献有Sudhir Shrestha提出的［A Chipless RFID Sensor System for Cyber Centric Monitoring Applications, IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol.57,no.5,pp.1303-1309, May,2009.］和Shulabh Gupta公开发表［Chipless RFID System Based on Group Delay Engineered Dispersive Delay Structures, IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol.10, pp.1366-1368, 2011.］。基于频域的无芯片标签是通过谐振器改变频谱的结构从而达到编码的目的。每个比特对应一个谐振器，通过presence/absence谐振器，形成频域的信息编码。如通过放置一定数量的谐振频率不一样的天线，编码容量取决于天线数目，这方面公开的文献如Isaac Balbin提出的 [Phase-encoded chipless RFID transponder for large-scale low-cost applications, IEEE Microwave and Wireless Components Letters, vol.19, no.8, pp.509–511, Aug. 2009.]。另一种是通过印刷在介质上的不同形式的谐振器进行编码，受到谐振器相互之间的干扰等因素。需要两面正交极化的天线。使用RCS进行信息的编码，会有导致相关的反射干扰。这一方面公开发表的文献有Arnaud Vena提出的［A Fully Printable Chipless RFID Tag With Detuning Correction Technique, IEEE Microwave and wireless Components Letters,vol.22, no.4, pp.209-211, April,2012.］，David Girbau发表的［Frequency-Coded Chipless RFID Tag Based on Dual-Band Resonators, IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol.11, pp.126-128, 2012.］。综上所述，虽然上述无芯片标签的研究在近期取得了一定的进展，但是基于声表面滤波器的无芯片标签由于压电材料的成本和制造方面的因素，无法达到物联网系统中对低成本标签的要求，基于时域的其它无芯片标签由于编码困难且容量低，结构复杂等因素限制了发展。基于频域的无芯片标签虽然大大降低了成本，但是标签尺寸大，编码容量低，并且要增加编码容量，必须要增大标签的尺寸，而且此类无芯片标签需要两面正交极化的收发天线，进一步增大了标签的面积。

发明内容