[发明专利]一种非接触无源射频标签及其阅读系统

说明书

技术领域

本发明属于无线射频识别技术领域，具体地说，本发明涉及一种非接触无源射频标签及其阅读系统。

背景技术

无线射频识别技术(RFID，Radio Frequency Identification)是一种非接触的自动识别技术，其基本原理是利用射频信号和空间耦合(电磁耦合或电磁传播)传输特性，实现对被识别物体的自动识别。

电磁传播或者电磁反向散射耦合，即所谓的雷达原理模型，发射出去的电磁波碰到目标后反射，同时携带回目标信息，依据的是电磁波的空间传播规律。电磁反向散射耦合方式一般适合于高频、微波工作的远距离射频识别系统。典型的工作频段包括：430～460MHz，865～928MHz，2.35～2.45GHz，5.4～6.8GHz。识别的作用距离为0.1～1米，典型作用距离为3～10米。

射频标签系统一般由两部分组成，即电子标签(应答器，Tag)和阅读器(也叫读头，即Reader)。在RFID的实际应用中，电子标签附着在被识别的物体上(表面或内部)，当带有电子标签的被识别物品通过阅读器的可识别区域时，阅读器自动以无接触的方式将电子标签中的约定识别信息取出，从而实现自动识别物品或自动收集物品识别信息的功能。

目前已有的射频标签(RFID)一般由集成电路IC芯片和相关的天线组成。读出器天线发射无线电信号给标签，射频标签(RFID)通过自己的专用天线接收此信号，利用他从信号得到的能量(有的RFID标签上装有电源)启动标签上的集成电路芯片工作。读出器也是由天线、信号收发接收器和译码器组成。一旦RFID标签上的芯片被激活启动后，就进行需要的读出、写入操作，读出器可把通过天线得到的标签芯片中的数据，经过译码送往主计算机处理。

这种采用由集成电路IC芯片构成的无源射频标签，在工作时，首先要从阅读器获得足够的能量，当收到的能量达到一定的域值时，标签中的IC才开始工作。因此，识别时间长，在应用范围上受到一定的限制。工作在较高频率段时(如工作在430～460MHz，865～928MHz，2.35～2.45GHz，5.4～6.8GHz频段)，由于内部没有射频振荡器，这样，反射回阅读器的射频信号载波的频率稳定度比较差，给阅读器快速准确识别带来一定的困难。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，采用体声波多模谐振器本身作为射频或微波信号源，从而提供一种能够直接对阅读器的查询信号进行应答，可以工作在300MHz～10GHz的工作范围，并且易于一体化集成的非接触无源射频标签及其阅读系统。

为实现上述发明目的，本发明提供的非接触无源射频标签，包括射频波信号源和射频天线301，其特征在于，所述射频信号源采用体声波多模谐振结构，包括由下至上依次分布的体声波谐振腔体310、底电极330、压电薄膜340和顶电极360；所述体声波谐振腔体310是一种体声波传播固体介质，其固体介质材料采用蓝宝石单晶、钇铝石榴石或熔融石英；所述底电极330和顶电极360均为金属电极，所述的底电极330和顶电极360与所述的射频天线301连接。

上述技术方案中，所述射频信号源还包括位于体声波谐振腔体310和底电极330之间的声学耦合层320；所述声学耦合层320是用于声学阻抗匹配的一层或多层声传播介质；所述声学耦合层320的声阻抗接近所述压电薄膜340声阻抗与所述体声波谐振腔体310声阻抗乘积的平方根。

上述技术方案中，所述射频信号源还包括位于压电薄膜340和顶电极360之间的绝缘层350。

上述技术方案中，所述压电薄膜340是磁控溅射方法生成的压电薄膜，或者是化学微加工方法制作的压电单晶薄膜，或者是用溶胶法制作的压电薄膜。

上述技术方案中，还包括一在射频天线301和射频信号源之间实现阻抗匹配的天线匹配电路302；所述天线匹配电路302一端口与所述的底电极330和顶电极360连接，另一端口与所述的射频天线301相连接。

上述技术方案中，所述的射频天线301采用鞭状天线或复合介质天线，或者采用与所述射频信号源集成在一起的微带天线，或者采用导电油墨制作的线状天线。