[发明专利]一种可印刷谐振型三元编码无芯RFID标签

说明书

技术领域

本发明涉及纺织科学技术领域，特别是涉及一种可印刷谐振型三元编码无芯RFID标签。

背景技术

相对于在纺织行业已广泛应用的条形码等机读标签技术，基于RF波的RFID标签技术在读取和信息存储等方面具有很多优势。但是，有芯RFID标签和阅读设备的价格过高，难以在低利润率的纺织行业推广应用。其中，标签的成本是限制有芯RFID技术应用能否取得成功的关键。目前都是将RFID做成贴纸、标贴、标牌等，再将它们绑挂在产品上，此种使用方式容易遭受破化而失去功能，尤其是在经常承受弯、折作用的纺织品上。此外，也因为在有芯RFID标签中的芯片，它正常及稳定工作的环境温度一般不超过80℃，该温度低于大多数纺织加工工艺及保养要求的温度，若增加保护套又将大大降低标签的舒适性等应用性能。

因此，不含有芯片的RFID织物标签(以下称无芯RFID织物标签)非常有吸引力，无论在成本还是制作工序的简单化方面，这类标签均与条形码相当。由于无芯RFID标签符合极低成本标签的预期，低至0.4美分，据IDTechEx预计，至2019年无芯片标签将占RFID标签所有营销收益的1/3。

有芯RFID标签是通过芯片存储的数据流控制标签天线的负载阻抗来对反射散射信号进行调整。无芯RFID标签为了完成数据保存功能及将保存的信息反射回阅读器，这就需要设计独特的标签结构，每个标签在结构上的微小差别形成唯一的反向散射信号，并能够被阅读器获取、识别并数字化成唯一的ID。

已报道无芯RFID标签包括两类：时域内标签和频谱域标签。其中，频谱信号编码可印制无芯RFID标签被分为两类：(1)背散射或RCS基标签；(2)再传输标签。背散射或RCS基标签仅仅使用共振单元产生频率信号，在标签中没有使用专用天线。并且，在RCS基标签中，因侦讯信号和来自标签的响应信号极性相同，在阅读器端Tx和Rx之间的互串常使标签阅读过程更难。就再传输基标签而言，除了用谐振器编码数据位之外，两正交极化天线有助于最小化在侦讯信号和标签响应信号之间的互串。但是，文献报道的再传输标签尺寸大，因为其需要维持数据位和谐振器之间的1：1比例，空间利用率低。为了增强再传输基无芯RFID标签的空间效率，已有研究采用双带谐振器数据编码单元的方法(Frequency-coded chipless RFID tag based on dual-band resonators,”IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters,2012，11：126–128,2012)。但是，已报道的双带谐振器标签不能充分利用两个带编码数据位，因此N个谐振器仍仅可以编码2^N个字符或二元结合方式实现编码，仅扩展了频段范围。

专利《一种超宽带双极化无芯片RFID标签》(申请公开号CN201610665464.3)提出基于RCS原理的正方形贴片开槽及缝隙结构，具备小型化、高数据密度特点，但这种结构是经RCS变化实现二元编码；专利《一种无芯片电子标签》(申请公开号CN201610314968.0)提出一种微带多谐振体无芯标签结构，此类结构通过矩形互补开口谐振微带环的去留实现信息编码，N个谐振体仅可实现2^N个字符；专利《用于实时编码无芯片RFID标签的打印系统架构》(申请公开号：CN201610317714.4)提出一种基于多个谐振结构的无芯标签，以某个谐振结构的短路实现对应频谱特征的有无，N个谐振体仅可实现2^N个字符。

综上可知，现有无芯RFID标签要么基于RCS原理，要么基于微带谐振结构，尽管实现了数据编码功能，但都是基于二元编码，数据编码密度低，从而标签尺寸较大，不适合在纺织行业推广应用；同时，已有发明公开的标签结构需要在基底材料正反两面增加导电层，不利于基于现有印刷技术实现一次印制。

发明内容

本发明提供一种可印刷谐振型三元编码无芯RFID标签，克服了现有有芯或无芯RFID标签存在的成本昂贵、过程复杂、信息编码效率较低等技术问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种可印刷谐振型三元编码无芯RFID标签，包括一对共极化超宽带单极天线和位于两天线之间的多谐振体；所述共极化超宽带单极天线和多谐振体位于基底材料的同一平面；所述多谐振体为双节结构，其中，第一节为包含低插入损耗的嵌套谐振体，第二节由高插入损耗的级联谐振体组成；所述双节结构的多谐振体要求对应于每个谐振频率实现三元编码。

所述第二节的高插入损耗谐振体为蛇形共平面开槽谐振体。