[实用新型]一种能够实时控制工作距离的RFID卡

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种RFID卡，尤其涉及一种能够实时控制工作距离的RFID卡。

背景技术

随着社会经济及技术的发展，人们的日常生活越来越离不开各种RFID卡。例如，现在每个人所拥有的第二代身份证；例如，人们乘坐地铁、公交所用的公交卡；例如，人们上下班所用的考勤卡；再例如，通过高速路收费站所用的不停车收费卡；几乎可以这样说，人们现在日常生活已经离不开RFID卡，RFID卡俨然已经成为我们生活不可或缺的一部分。

UHFRFID标签由两部分组成，一分部为标签芯片，另外一部分为标签天线；

如图1所示，右侧为标签芯片的等效电路，左侧为标签天线的等效电路；当天线与标签各自阻抗共轭对应时，UHFRFID标签实现最好的阻抗匹配；

标签天线与标签芯片阻抗共轭关系如下：

Z_ANT=R_ANT+j*X_ANT  Z_IC=R_IC+j*X_IC  R_ANT=R_IC  X_ANT=-X_IC

参照图2所示，以AlienHiggs(TM)3芯片为例，采用ADS软件对其芯片等效电路进行阻抗仿真，可以取AlienHiggs(TM)3芯片的并联电阻Ri的值等于为1500W，并联电容Ci的值等于0.85pF。参照图3为仿真所得标签芯片阻抗实部曲线，在920MHz频率处其阻抗实部值为27.1欧姆；参照图4为仿真所得标签芯片阻抗虚部曲线，920MHz频率处其阻抗虚部值为-199.8欧姆。那么标签天线的阻抗根据共轭条件，应该为阻抗实部相等或接近，阻抗虚部互为相反数，为最佳匹配。

如图5和图6所示，由于该UHF RFID标签，只具备匹配环，没有天线两臂，存在以下特性：

（1）由于没有天线两臂，天线阻抗实部极低，无法实现与芯片良好的阻抗共轭匹配；

（2）由于没有天线两臂，只能靠电磁场近场耦合的方式进行工作。

由于其阻抗失配和近场耦合的工作方式，决定了标签只能被近距离读写，读取距离只能在小于10cm的范围。

该RFID卡可以被运用于公交、地铁、饭卡等等对于读取距离有严格范围限制的场景中；

但是由于不同运用场景的RFID卡对于读取距离的要求往往是不一样的，

（1）例如，我们乘坐地铁所使用的公交卡，在入闸或出闸的时候，这种RFID公交卡必须在有限的距离（小于10cm）工作，如果工作距离过远，极容易导致误刷附近乘客的RFID公交卡，从而造成纠纷而导致闸机口的拥堵。再例如，我们在食堂所用的RFID饭卡，也必须严格控制住距离（小于10cm）；在如此拥堵的情况下，造成误刷的情况是谁也不想看到的；

（2）但是并非所有的RFID卡的运用都是要求严格控制在小范围距离内的，有非常多的运用往往希望RFID卡的工作距离能够尽量远一些；例如，我们的考勤RFID卡，如果其工作距离被严格控制在小于10cm的距离内，我们往往可以看到早晨临近上班时间，一群员工在那里排队等待刷卡的情况，非常地耽误时间也很不方便；假如，此时考勤RFID卡可以被大范围的远距离读取，那么员工直接走过一个刷卡区域就可以被考勤记录下来，免去了排队等待的麻烦。再例如，不停车收费系统，我们只需要将可以被远距离读取RFID卡固定在车辆的挡风玻璃上，车辆就可以不停车地通过收费闸口，并且完成收费的程序，如果卡的工作距离被限定在小于10cm的距离内，不停车收费是不可能实现的。

（3）正是由于日常生活中运用RFID卡的场合越来越多，但是各个运用场合对RFID的工作距离的要求是完全不一样的，这就要求我们要随身携带各种各样的卡，例如公交卡、考勤卡、饭卡、停车场卡等等，造成难以辨识、容易遗漏的情况。那么如果有一种方法，在一些场合可以严格控制RFID卡在小于10cm的距离内工作，同时在另一些场合也可以使RFID卡远距离工作，并且其近远距离的工作模式可以由卡的持有者实时控制，那么将极大地减少用户对卡的持有数量，各种运用场合的功能就可以集成在一张卡上，极大地方便了用户的使用，具有革命性的的开创意义。

（4）由于用户对卡的使用要求，RFID卡一般都是无源的，没有安装电池的问题，携带方便，安全可靠，使用寿命长。