[发明专利]RFID标签天线阻抗测试方法

说明书

本发明公开的一种RFID射频识别标签天线阻抗测试方法，旨在提供一种快速、简便，能够较为准确地测试RFID标签天线阻抗的方法。本发明通过下述技术方案实现：首先对矢量网络分析仪进行自身校准，在矢量网络分析仪上连接测试夹具，建立双端口差分测试模型，代替传统天线阻抗测试的单端口测试模型，将延伸结构与矢量网络分析仪通过同轴线进行连接，然后对有开路校准和短路校准的两种模式进行测量，选择两种模式的平均值；完成上述一系列校准以及端口迁移后，将待测标签天线与测试夹具进行焊接，从矢量网络分析仪中得到所需要的相关测试S参数，将数据导出到仿真计算数学软件Matlab中进行数据处理，得到测试的天线阻抗。

技术领域

本发明涉及一种射频识别RFID(Radio Frequency Identification)抗金属微带标签天线标签的测试方法，尤其是涉及测试RFID标签天线阻抗的方法。

背景技术

随着RFID行业的不断发展壮大，RFID标签的应用范围越来越广，对RFID标签的应用和需求量也越来越大，对RFID标签的要求也越来越严格。RFID无线射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术依靠电磁波，并不需要连接双方的物理接触。这使得它能够无视尘、雾、塑料、纸张、木材以及各种障碍物建立连接，直接完成通信。电子标签与阅读器之间通过耦合元件实现射频信号的空间(无接触)耦合；在耦合通道内，根据时序关系，实现能量的传递和数据交换。在标签天线技术涌现之前，小天线的测量都是基于50欧姆的系统，这种方法并不能准确测量，所以标签天线的阻抗是标签测试的重点以及难点。通过测量一方面可以验证仿真的正确性，另一方面由于标签天线不同于一般的50欧姆简单连接同轴测量方法，具有一定的难度，而标签的性能依赖于两个因素，阻抗匹配和天线增益，所以对于阻抗的准确测量研究是非常重要的。

RFID标签天线分为高频HF和超高频UHF，HF的天线通常可忽略介电影响，可直接通过电桥或阻抗分析仪测量其电感及分布电容。UHF标签天线的精确测量较难实现，通常以等效测量方式以实现。

RFID标签天线的设计通常指在给定天线工艺条件下，针对具体应用要求，在规定尺寸范围内进行设计与芯片相匹配的天线。在实际设计工程中主要解决规定的尺寸范围及工作环境件下天线的输入阻抗与芯片在工作频段达到共轭匹配的问题。但标签天线会因加工工艺的偏差而产生参数偏差，芯片在绑定工艺中也会因绑定工艺产生不同的分布电容值，所以标签天线与芯片的匹配性往往与设计存在一定偏差。同时，为了优化匹配性，通常还要做匹配性测量。传统的RFID测试方式，首先在天线上，使用网络分析仪(VNA)去测试是没办法测试出功率等级的变换，VNA测量出来的S参数是否有错误并不能通过VNA直接能检查出来，由于被测件的多样性，使得矢量网络分析仪校准种类繁多，操作者容易出现误区。有时候校准出来的结果看起来很“漂亮”，但其实是错误值。其次是不能接收读写器发出不同指令的能量，同时当天线和芯片匹配在一起时，会发生输入阻抗的变化。再次在协议上，使用频谱分析仪去测试，标签性能如激活功率、读取范围、读写器接收灵敏度、读写器和标签仿真等问题都没办法测试。而如果使用矢量信号源+示波器+频谱分析仪+软件等方式去测试，不仅程序复杂而且价格也很高。标签及标签芯片的测试方式，一是性能测试，它会涉及到校准及环境、激活功率、反向功率等，当测试所选择的天线、指令(Query、ReadEPC)、发射功率设置及摆放位置的不同，也会导致测试结果的不相同；二是方向性测试，不同角度的标签导致其性能差别很大。

RFID标签天线由标签芯片直接馈电，是一种平衡式天线结构，同轴线为不平衡馈电结构，所以平衡天线的阻抗不能够被一般的非平衡的测量方法直接测量。标签天线与同轴线直接相连会引起一系列后果，影响测量精度。