UHF RFID无源标签的芯片供电机理

介绍了UHF RFID无源标签的供电特点,即采用无线功率传输供电,或利用片上储能电容充放电实现对芯片电路供电。同时为保证通信需求,应该做到充电与放电供需平衡,可取的设计是将标签所接收的射频能量大部分用于浮充供电;为集中更多能量用于浮充供电,应当尽量减少射频能量的其它应用消耗,包括接收时段的解调解码、应答时段的调制和发送。     

卷烟包装用UHF RFID抗金属标签天线的设计

为了对内含铝箔的卷烟包装进行防伪识别,设计了一种无源超高频射频识别(UHF RFID)抗金属标签天线。该天线结构简单,可印刷于烟盒表面,并能与包装的金属拉线结构一体化,增强标签的防伪性能。采用Ansoft HFSS软件建模仿真,分析了主要结构参数的变化对标签天线输入阻抗的影响。优化后的结果表明,该天线具有较高的增益、较远的读取距离、良好的方向性和阻抗匹配特性,且带宽能够覆盖915 MHz UHF RFID频段范围。制作标签样品并进行实际测试,结果表明:实测与仿真结果较吻合,读取距离可达8 m,能够满足实际应用的需求。     

无源标签UHF RFID空中接口三大支撑技术

文章介绍了无源标签UHF RFID系统设计的三个支撑技术,即无线功率传输、后向散射调制和标签碰撞协调,分析了无源标签无线功率传输接收灵敏度的两个决定因素,阐述了后向散射调制的概念与ASK调制结构,讨论了标签碰撞仲裁算法.     

UHF频段无源RFID标签阅读距离影响因素分析

在物品识别领域,RFID技术应用的快速发展对RFID标签的读出距离不断提出新的要求.通过对增加UHF900 MHz频段无源电子标签阅读距离的主要方法的研究,着重从电子标签设计中的如下几个要素进行了探讨:天线及标签芯片阻抗匹配、天线及标签芯片的品质因数以及标签基底材料的选择.     

用于UHF RFID标签芯片的时钟源电路设计

设计了一种用于UHF RFID标签芯片的低功耗时钟源电路。该时钟源电路采用弛豫振荡器结构,振荡周期由电阻和电容定义。振荡器工作在电源电压1 V,偏置电流100 nA时,功耗为0.9 μW,工作温度范围为-20 ℃～80 ℃,频率偏离1.92 MHz小于3%,电路设计符合UHF RFID标签系统要求。     

UHF频段RFID标签天线的小型化设计

提出了一种UHF频段的小型化标签天线,采用紧凑的弯折偶极子形式,通过附加一种新的T型阻抗匹配环结构,得到了非常好的阻抗匹配效果。针对Alien Higgs2型标签芯片,芯片的阻抗为7.4-j113Ω,天线在915 MHz工作频率下的输入阻抗为7.40Ω+112.98Ω,两者实现了较好的共轭匹配。天线整体平面尺寸为20 mm×60 mm,比常见的弯折偶极子结构标签天线的尺寸缩减了25%。天线的S11<-3 dB的工作频段为884 MHz到958 MHz,覆盖了74%的UHF频段,最大增益为0.94dBi。结果表明该天线具有良好的辐射性能,具有低损耗、小型化的优点。     

UHF RFID标签基带处理器的ASIC设计

提出了一款基于EPC Class1 Generation2协议的UHF RFID标签基带处理器。考虑到工作距离是无源标签的一个重要指标,要提高工作距离,就要降低标签功耗,采取了一系列低功耗措施,如2.56MHz和1.28MHz的双时钟策略、增加单元开关功能以及使用异步计数器等。设计采用TSMC 0.18μm工艺,工作电压为1.8V,功耗为6.4μW,版图尺寸为415μm×398μm。采用Xilinx的FPGA开发平台进行验证,测试结果满足C1G2协议要求。     

应用于无源UHF RFID标签的CMOS兼容集成微型太阳能电池研究

在标准CMOS工艺下,设计了一种与CMOS工艺兼容的片上集成太阳能电池阵列,通过从外部环境收集光能为UHF射频识别(RFID)标签供电。采用SMIC 0.18μm CMOS工艺制备出太阳能电池阵列,其面积约为0.2mm2;在AM1.5、1 000W/m2、25℃标准测试条件下,测得最大输出功率为10.212μW,短路电流和开路电压分别为28.763μA和0.458V,光电转换效率为5.106%。相对于常规Si太阳能电池复杂的制造工艺,本文太阳能电池阵列与CMOS工艺相兼容,可与电路系统集成从而实现片上供电。     

UHF频段无源RFID系统干扰分析与抑制策略

在射频识别(RFID)领域,由于UHF频段无源RFID电子标签读写距离远、价格低、寿命长等特点,该频段RFID技术受到世界各国的广泛重视.本文首先介绍UHF频段RFID系统工作原理,然后进行该频段RFID系统的干扰分析并量化分析干扰对RFID读写距离的影响,最后给出UHF频段RFID技术的干扰抑制和部署策略,对该频段RFID技术的应用普及具有重要意义.     

小型化低剖面UHF RFID抗金属标签天线设计

针对超高频抗金属射频识别(RFID)标签的小型化和低剖面需求,提出了一种可用于金属表面的超高频RFID标签天线,其尺寸为50 mm×20 mm×0.9 mm。该设计采用CST MWS软件进行建模仿真,分析了嵌入式馈电结构尺寸变化和矩形开槽尺寸变化对标签天线输入阻抗的影响,并调整相应参数以达到标签天线输入阻抗与芯片阻抗的共轭匹配。实测结果表明,标签天线输入阻抗与芯片阻抗匹配良好,在910 MHz处有最大实测阅读距离为4.3 m,且具有小尺寸和低剖面,可应用于物流、医疗、零售等多种领域的金属场景。     

一种用于无源UHF RFID应答器的阻抗匹配方法

提出了一种可以在915MHz ISM频带下工作的、符合ISO/IEC 18000-6B标准的无源UHF RFID应答器的阻抗匹配方法.该UHF RFID应答器具有复数阻抗并从射频电磁场接收能量.该阻抗匹配方法利用天线的寄生电感,通过调整反向散射电路的电容来改变匹配网络的容抗,从而实现ASK调制.而且,该阻抗匹配方法在阅读器、天线与应答器之间达到了最大的功率传输.采用该阻抗匹配方法的应答器芯片通过支持肖特基二极管和EEPROM的Chartered 0.35μm 2P4M CMOS工艺进行流片,经测试其工作距离约为4m.     

一种用于无源UHF RFID应答器的阻抗匹配方法

提出了一种可以在915MHz ISM频带下工作的、符合ISO/IEC 18000-6B标准的无源UHF RFID应答器的阻抗匹配方法.该UHF RFID应答器具有复数阻抗并从射频电磁场接收能量.该阻抗匹配方法利用天线的寄生电感,通过调整反向散射电路的电容来改变匹配网络的容抗,从而实现ASK调制.而且,该阻抗匹配方法在阅读器、天线与应答器之间达到了最大的功率传输.采用该阻抗匹配方法的应答器芯片通过支持肖特基二极管和EEPROM的Chartered 0.35μm 2P4M CMOS工艺进行流片,经测试其工作距离约为4m.     

一种双偶极子RFID 标签天线设计*

设计了一款由两个弯折的偶极子天线,一个矩形环馈构成的新型超高频(UHF)射频识别(RFID)标签天线,尺寸为76 mm×31.4 mm×0.508 mm.该天线具有宽带,高增益和良好的辐射性能.为了降低制造成本,天线被印制在一个没有地平面和短路探针的单层基片上.我们制作了相应的实物天线,实验结果表明提出的天线在915MHz谐振频率时带宽能覆盖全球超高频射频识别频段840-960 MHz(S11＜-10 dB).此外,我们对天线的输入阻抗和自由空间中的阅读距离进行了测试.仿真和测试结果表明所设计的天线满足RFID标签应用要求.     

轮胎嵌入式小型化UHF RFID 电子标签弯折天线设计

为提高轮胎嵌入式UHF RFID 电子标签读取可靠性,需要解决一对矛盾,即一方面,为保证电子标签与轮胎有良好的粘合性和绑定性,要求标签天线尺寸足够小;另一方面,轮胎无线电环境差,轮胎材料对电磁波的固有介质损耗和干扰要求电子标签天线尺寸应足够大,以提高电磁辐射能力。针对以往设计方法复杂、不利于标签与轮胎绑定的问题,根据Bode-Fano 阻抗匹配的约束,利用弯折天线的周期性和紧凑性,提出了一种简单、具有良好阻抗特性和绑定特性的轮胎嵌入式小型化UHF RFID 弯折天线方法,设计了一种物理空间受限的轮胎嵌入式小型化UHF RFID 弯折天线。HFSS 仿真验证表明,设计的天线在833 ~971MHz 频带范围内回波损耗小于-10dB,覆盖了美国RFID 标准带宽902 ~928MHz,最大辐射增益为2. 4dBi。最后,通过设计的轮胎嵌入式RFID 电子标签测试,结果表明:当读取距离小于90cm 时,标签识别率大都大于80%;当读取距离小于50cm 时,标签识别率大于90%,标签与轮胎具有良好的绑定效果,满足设计要求。     

一种无源UHF RFID电子标签验证开发平台

提出了一种符合ISO/IEC 18000-6B标准的无源UHF RFID电子标签验证开发平台,其工作在915MHz ISM频带下.该平台有效减少了设计开发时间及成本,并实现了电子标签的快速原型设计.该平台包括RFID模拟前端以及采用Altera ACEX FPGA实现的标签控制逻辑.RFID模拟前端采用Chartered 0.35μm 2P4M CMOS工艺进行流片,包括本地振荡器、时钟产生电路、复位电路、匹配网络和反向散射电路、整流器、稳压器以及AM解调器等,通过调整FPGA中的标签控制逻辑,该平台实现了快速、灵活而高效的RFID验证开发.     

一种宽频带UHF RFID标签天线的研究与设计

文章以宽频带UHF RFID标签天线的设计为研究对象,设计并仿真了一款工作在920MHz的电子标签天线。天线的尺寸为80mm 44mm,在反射系数-24dB的带宽可达160MHz,方向性比较好。同时标签天线结构简单,采用的制作材料也很大降低了其生产成本。     

可贴敷于人体的RFID 标签天线设计

设计了一款可贴敷于人体的超高频(UHF)射频识别(RFID)标签天线,该天线由矩形辐射单元、环形 馈电和匹配网络组成,其总体尺寸为54. 3 mm×40 mm×0. 8 mm。分析了人体不同部位、天线与人体间距以及天线自 身结构变化对天线辐射性能的影响。通过调节环形馈电和匹配网络尺寸可以实现天线与芯片之间的阻抗共轭匹 配。样品测试结果与仿真结果比较吻合,当标签天线贴敷在人体背部时,实际测量的最大读取距离可达4. 9 m。     

超高频无源RFID标签的一些关键电路的设计

本文针对超高频无源RFID标签芯片的设计,给出了一些关键电路的设计考虑。文章从UHFRFID标签的基本组成结构入手,先介绍了四种电源恢复电路结构,以及在标准CMOS工艺下制作肖特基二极管来组成倍压电路的解决方案。然后针对电源稳压电路,提出了串联型和并联型两种稳压电路。文章针对ASK包络解调电路,提出了新的泄流源的设计。最后,文章介绍了启动信号产生电路的设计考虑。     

Design of an Ultra‐Compact UHF Passive RFID Tag Antenna for a Medical Sample Tube

In this letter, a small‐sized ultra‐high frequency (UHF) RFID tag antenna for a medical sample tube is proposed. The RFID tag antenna is designed and fabricated based on the circular loop antenna used in the UHF band (Korea standard, 917 MHz to 923.5 MHz). The tag antenna size is reduced using a circular meander stub. The antenna has a physical size of 8 mm, which is about λ/40 in electrical length. The proposed tag antenna is molded into a medical sample and multitag identification is performed.