[发明专利]一种低功耗长读距半有源标签

说明书

本发明涉及一种低功耗长读距半有源标签，所述天线包括：单极子天线、偶极子天线、标签天线、标签芯片、放大电路以及唤醒电路；所述单极子天线，用于接收读写信号；所述偶极子天线用于将放大后的信号耦合至所述标签天线；所述标签天线用于完成读写数据交互，所述标签天线还与所述标签芯片实现共轭匹配；所述唤醒电路与所述单极子天线、所述放大电路以及所述偶极子天线连接。本发明中的上述方案可以在国标UHF超高频段下实现读取的半有源标签和供电电路系统。

技术领域

本发明涉及电磁场与微波领域，特别是涉及一种低功耗长读距半有源标签。

背景技术

超高频标签采用读写天线主动发射电磁波及标签天线被动反向散射的方式，有通信数据率高、识读距离远的特点，能够同时支持多个目标的识别和运动目标的识别。但同时超高频的读写器和标签天线方向性很强造价也较高。因此超高频射频识别系统的典型应用分布在对于读写距离和灵敏度要求较高的领域，如仓储、物流和零售等。

根据读写器和标签之间通信频率的不同，射频识别系统可以分为低频、高频、超高频和微波几个大类。除工作频率之外还可以根据其标签的数据存储和电源供应方式来进行分类。依据结构的复杂程度及应用范围标签大致可以分为基本的识别型无源标签、功耗增强型无源标签、半有源标签以及有源标签四大类。目前标签的研究正沿着两个方向进行。一是对现有标签的不断改进实现更高的读写灵敏度和更多的功能扩展，二是实现更高的标签安全性保障标签数据与通信的安全。

随着物联网对标签功能要求较高的应用不断扩展半有源标签作为介于无源标签与有源标签之间的新兴领域越来越受到关注。由于自身携带电池，芯片工作所需的能量供给问题得到解决，从而大大降低了标签对输入射频信号功率强度的要求，标签的读写距离与识别效率上也较无源标签大幅提高。同时电池在半有源标签中的使用使得在标签中增加传感器、加强安全算法等功耗开销较大的功能成为可能，使其应用范围大大扩展。

一方面半有源标签使用电池作为内部信号处理和数据处理的能量来源，它们依赖于固定的电源，因此与普通带有电源的电路并无本质区别。另一方面，即使半有源标签自身带有电池，其通信方式与普通无源标签一致，均采用背向散射机制，由读写器触发和激活，而不是像有源标签那样随时向外发射电磁波。因此半有源标签又被称作“电池辅助无源标签”。不同于传统的有源标签，半有源标签不需要主动对外发射能量。因此半有源标签对自带电池的容量和寿命等要求更低。根据其应用范围其设计复杂度与制造成本也相应较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种半有源标签天线，可以在国标UHF超高频段下实现读取的半有源标签和供电电路系统。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种低功耗长读距半有源标签，所述标签包括：

单极子天线、偶极子天线、标签天线、标签芯片、放大电路以及唤醒电路；

所述单极子天线，用于接收读写信号；

所述偶极子天线用于将放大后的信号耦合至所述标签天线；

所述标签天线用于完成读写数据交互，所述标签天线还与所述标签芯片实现共轭匹配；

所述唤醒电路与所述单极子天线、所述放大电路以及所述偶极子天线连接。

可选的，所述标签还包括：

可变电容和电感；

所述可变电容与所述单极子天线并联，所述电感与所述单极子天线串联。

可选的，所述唤醒电路包括：功分器、解调及倍压整流电路、比较电路以及触发器电路；

所述功分器、所述解调及倍压整流电路、所述比较电路以及所述触发器电路依次连接。

可选的，所述放大电路包括：放大器以及衰减电路；