rfid標(biāo)簽天線及讀寫器設(shè)計制造-文庫吧
2025-06-14 18:26 本頁面
【正文】 經(jīng)開始采用標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝設(shè)計非揮發(fā)存儲器，使得RFID標(biāo)簽芯片的所有模塊有可能在標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝下制作完成，以降低生產(chǎn)成本，而國內(nèi)目前仍主要采用傳統(tǒng)的OTP工藝或EEPROM工藝，關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝下的非揮發(fā)存儲器的研究剛剛開始； 3） 在超低功耗模擬電路研究方面，國內(nèi)研究較少，而這方面的設(shè)計將直接影響到芯片的閱讀距離和整體性能； 4） RFID標(biāo)簽對成本比較敏感，芯片設(shè)計需要在模擬電路和數(shù)模混合電路設(shè)計方面具有豐富經(jīng)驗的專業(yè)人才，而國內(nèi)目前從事射頻識別芯片設(shè)計的人才較少，技術(shù)力量相對薄弱。 芯片制造技術(shù) 半導(dǎo)體芯片制造工藝有多種類型，根據(jù)器件類型可分CMOS，Bipolar，BICMOS等，根據(jù)材料可分Si，Ge，GaAs工藝等，根據(jù)襯底類型可分體硅工藝、SOI工藝等。RFID應(yīng)用特點是批量大，但成本極其敏感，盡管有廠家利用特殊工藝設(shè)計制造出相應(yīng)產(chǎn)品，但綜合多種因素及國內(nèi)實際情況，基于CMOS制造工藝的工藝技術(shù)比較適合目前應(yīng)用需求的RFID的加工制造。目前國外也主要采用標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝。2 天線設(shè)計與制造技術(shù) 天線設(shè)計技術(shù) 天線是一種以電磁波形式把無線電收發(fā)機(jī)的射頻信號功率接收或輻射出去的裝置。天線按工作頻段可分為長波、短波、超短波以及微波天線等；按方向性可分為全向天線、定向天線等；按外形可分為線狀天線、面狀天線等。在RFID系統(tǒng)中，天線分為標(biāo)簽天線和讀寫器天線兩種情況，當(dāng)前的RFID系統(tǒng)主要集中在LF、HF ()、UHF和微波頻段。天線的原理和設(shè)計在LF、HF和UHF頻段有根本上的不同。實質(zhì)上，由于在LF和HF頻段系統(tǒng)近場區(qū)并沒有電磁波的傳播，因此天線的問題主要集中在UHF和微波頻段。 （1） RFID標(biāo)簽天線設(shè)計 天線的目標(biāo)是傳輸最大的能量進(jìn)出標(biāo)簽芯片，這需要仔細(xì)的設(shè)計天線和自由空間以及其相連的標(biāo)簽芯片的匹配，當(dāng)工作頻率增加到微波區(qū)域的時候，天線與標(biāo)簽芯片之間的匹配問題變得更加嚴(yán)峻。一直以來，標(biāo)簽天線的開發(fā)基于的是50或者75歐姆輸入阻抗，而在RFID應(yīng)用中，芯片的輸入阻抗可能是任意值，并且很難在工作狀態(tài)下準(zhǔn)確測試，缺少準(zhǔn)確的參數(shù)，天線的設(shè)計難以達(dá)到最佳。相應(yīng)的小尺寸以及低成本等要求也對天線的設(shè)計帶來挑戰(zhàn)，天線的設(shè)計面臨許多難題。 標(biāo)簽天線特性受所標(biāo)識物體的形狀及物理特性影響，標(biāo)簽到貼標(biāo)簽物體的距離，貼標(biāo)簽物體的介電常數(shù)，金屬表面的反射，局部結(jié)構(gòu)對輻射模式的影響等都將影響天線的性能。 在國內(nèi)，有近百家的天線公司或工廠。這些天線廠家主要的產(chǎn)品是基本上傳統(tǒng)的衛(wèi)星接收天線、電視接收天線、車載天線，蜂窩基站天線等等，相對于從事RFID天線設(shè)計的單位很少，基礎(chǔ)比較薄弱。國內(nèi)LF和HF的RFID系統(tǒng)的天線設(shè)計比較成熟。對于特定環(huán)境應(yīng)用的UHF頻段RFID天線的設(shè)計和應(yīng)用比較成熟，比如應(yīng)用于鐵路運輸上的電子車號自動識別系統(tǒng)，該系統(tǒng)中閱讀器天線為安裝在地面的微帶天線，并且?guī)в泻軋怨痰姆雷o(hù)外殼。標(biāo)簽體積較大并且封裝在塑料殼中，標(biāo)簽天線可靠性高、加工工藝成熟但是成本高。在讀寫器和標(biāo)簽位置、方向不固定、或者周圍電磁影響嚴(yán)重的一些系統(tǒng)中存在識別準(zhǔn)確率不高，測試一致性不理想的問題。16
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