[发明专利]一种基于标签等效阻抗模型的无源射频标签测距技术

说明书

发明名称：一种基于标签等效阻抗模型的无源射频标签测距技术摘要：本发明公开一种无源标签内部等效阻抗测量的方法，包括：无源射频识别标签，无源射频识别标签包括偶极子天线、标签芯片；以及一台射频识别阅读器，所述射频识别阅读器包括频率合成器、功率放大器、收发一体的阅读器天线、调制解调电路等。通过测量读写器与标签的最大阅读距离，将测量距离值代入方程组解得标签天线的等效阻抗。还公开了一种包含标签内部相位延迟的双频相位差的标签测距方法。

技术领域

本发明属于超高频无源射频识别领域，具体涉及一种基于超高频无源射频标签内部的等效阻抗测量的标签与阅读器之间距离的测量方法。

背景技术。射频识别技术(RFID)是一种具有非接触、成本低、体积小的优点。贴上标签的人或物品的可视化处理需要精确的读写器与标签的距离信息以便识别标签的空间位置，在密集标签如图书馆中图书等位置识别中，对距离的测量要求厘米级的精度或更高，为此，必须考虑标签内部延迟相位的影响，以提高定位精度。

传统的标签内部等效阻抗测试需要矢量网络分析仪，但是矢量网络分析仪造价昂贵。因此设计一种不需要外部设备的阻抗测量方法具有迫切的现实意义。

背景技术

本发明要解决的问题之一在于：提供一种不需要矢量网络分析仪等外部设备、成本低、检测方便的标签天线或标签芯片阻抗测量方法以及阅读器与标签间距离的测量方法。

本发明要解决的问题之二在于：针对现有的室内测距方法，将信号在标签的内部延迟考虑在内，提高测距的精确性。

发明内容

一种标签等效阻抗测量方法，无源射频识别标签工作在频率范围860MHz—960MHz，包括偶极子天线、标签芯片。天线与芯片采用单端口连接，天线连接到芯片的一对对角焊盘。

一超高频率的射频识别阅读器，所述射频识别阅读器包括频率合成器、功率放大器、收发一体的阅读器天线、调制解调电路等。

阅读器通过改变发射频率f_i，使得标签中天线或芯片的等效阻抗值发生改变，从而标签内部天线与芯片间的传输系数发生改变，每次测量时，如果阅读器发射功率为P_t，i，标签的天线接收功率P_ant，i为

其中G_t为阅读器天线增益，λ_i为测量信号波长，G_r为标签天线增益,d_i为阅读器天线和标签间的距离。

其中

图1给出了阅读器天线与标签能量传输示意图。图2为现有的无源射频识别标签内部等效模型原理图。

如图2所示，标签天线到芯片的能量传输系数为1-|S_i|²，其中得到芯片获得的功率为

将(2)式带入(3)式得

Z_ant，i与Z_chip，i分别为标签天线、芯片的等效阻抗，可写成实部与虚部的表示形式即Z_ant，i＝R_a+jX_a，i，Z_chip，i＝R_c-jX_c，i，其中X_a，i＝2πf_iL为天线等效电抗，为芯片等效容抗，R_a为天线等效电阻值，L为天线等效电感值。R_c为标签芯片等效电阻值，C为芯片等效电容值。则(4)可转化为