專利名稱：一種超高頻射頻識(shí)別讀卡器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種非接觸式信息識(shí)別傳輸技術(shù)，特別是涉及一種超高頻 射頻識(shí)別讀卡器。
背景技術(shù)：
射頻識(shí)別(RFID， Radio Frequency Identification)技術(shù)是一種非接觸式標(biāo)簽 信息識(shí)別傳輸技術(shù)，RFID系統(tǒng)一般由讀卡器(或讀寫器)、標(biāo)簽及天線組成， 它是利用無(wú)線射頻方式進(jìn)行非接觸雙向數(shù)據(jù)通信，以達(dá)到目標(biāo)識(shí)別并交換數(shù)據(jù) 的目的。按照工作頻段的不同，RFID系統(tǒng)還可以分為低頻(LF)、高頻(HF)、 超高頻(UHF)三類，由于超高頻技術(shù)(UHF)具有操作距離遠(yuǎn)、通訊速度快、 成本低、尺寸小等優(yōu)點(diǎn)，成為當(dāng)前RFID系統(tǒng)發(fā)展的重點(diǎn)。
目前，市場(chǎng)上的UHF頻段RFID讀卡器產(chǎn)品主要分為兩種第一種是臺(tái)式 讀卡器，第二種是集成單芯片讀卡器。臺(tái)式讀卡器體積大，價(jià)格高，主要用于 遠(yuǎn)距離RFID系統(tǒng)，應(yīng)用范圍窄；集成單芯片讀卡器價(jià)格比較貴，主要用于手持 設(shè)備上，應(yīng)用范圍窄。
申請(qǐng)?zhí)枮?00610049668.0的中國(guó)發(fā)明專利公開(kāi)了一種超高頻射頻識(shí)別標(biāo)簽 閱讀器，其使用正交非相干解調(diào)技術(shù)接收檢測(cè)射頻識(shí)別標(biāo)簽后向散射電磁波攜 帶的數(shù)據(jù)信息(調(diào)幅或調(diào)相)，既省去了復(fù)雜的接收機(jī)本振相位同步電路，也實(shí) 現(xiàn)了較高的接收機(jī)靈敏度及較遠(yuǎn)的讀卡距離。雖然其保證了閱讀器工作的安全、 穩(wěn)定和可靠，但由于該讀寫器的功能模塊需要許多外圍電路支持且采用芯片設(shè) 計(jì)，所以結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制作成本昂貴，令大多數(shù)消費(fèi)者難以承受，大大限制了讀 卡器的應(yīng)用范圍和升級(jí)換代。

實(shí)用新型內(nèi)容
3本實(shí)用新型的目的就是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種超高頻射頻識(shí)別讀卡器，不但實(shí)現(xiàn)了小型化、模塊化，而且在保證工作穩(wěn)定性的前提下大大降低了讀卡器的成本。
為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型提供一種超高頻射頻識(shí)別讀寫器，包括控制單元和射頻收發(fā)單元，控制單元和射頻收發(fā)單元均設(shè)于電路板1上，射頻收發(fā)單元與天線通過(guò)電纜3連接。
所述射頻收發(fā)單元包括集成在電路板1上的振蕩器、功率放大器、定向耦合器、自動(dòng)增益放大器、混頻器及低頻放大器，所述振蕩器的信號(hào)輸出端分別與功率放大器的信號(hào)輸出端及混頻器的一個(gè)輸入端連接，定向耦合器分別與功率放大器的信號(hào)輸出端及自動(dòng)增益放大器的信號(hào)輸入端連接，自動(dòng)增益放大器的信號(hào)輸出端與混頻器的另一個(gè)輸入端連接，混頻器的信號(hào)輸出端與低頻放大器連接。
所述振蕩器中的晶體管采用鍺硅晶體管，振蕩器中的諧振器采用聲表諧振器。
所述功率放大器中的晶體管采用三級(jí)晶體管。
所述自動(dòng)增益放大器中的晶體管采用雙柵場(chǎng)效應(yīng)管。
所述混頻器中的晶體管采用雙柵場(chǎng)效應(yīng)管。
本發(fā)明的優(yōu)選方案為
將天線安裝在電路板I上或安裝在與電路板I相平行的電路板II上，電路板I和電路板II通過(guò)螺絲連接。
所述天線采用平板倒置F天線(Planar Inverted F Antenna, PIFA)或小環(huán)天線。
本實(shí)用新型的有益效果在于
1、本實(shí)用新型提供的超高頻射頻識(shí)別讀寫器，采用晶體管和集總元件來(lái)替代芯片的使用，實(shí)現(xiàn)了讀卡器的小型化、模塊化，大大降低了讀卡器的成本，使其不再只適用于特定領(lǐng)域， 一般的消費(fèi)者完全有能力購(gòu)買后在家讀出商品的信息，使用方便，擴(kuò)大了讀卡器的應(yīng)用范圍。
2、本實(shí)用新型直接將天線與讀卡器連接，實(shí)現(xiàn)讀卡器模塊和天線的一體化結(jié)構(gòu)，省去了購(gòu)買讀卡器后還要購(gòu)買和安裝天線的缺陷，使用更加方便、快捷。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型應(yīng)用時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型的工作原理示意圖；圖4是振蕩器的電路圖；圖5是功率放大器的電路圖；圖6是自動(dòng)增益放大器的電路圖；圖7是混頻器的電路圖；圖8是低頻放大器的電路圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)地說(shuō)明。如圖K圖2所示，本實(shí)施例的超高頻射頻識(shí)別讀寫器，包括控制單元和射頻收發(fā)單元，控制單元和射頻收發(fā)單元均集成在電路板1上，天線集成在天線電路板2上，電路板1通過(guò)螺絲4與天線電路板2固定連接，天線通過(guò)電纜3與射頻收發(fā)單元連接實(shí)現(xiàn)了射頻信號(hào)的傳遞。天線選用平板倒置F天線(PlanarInverted F Antenna, PIFA)或小環(huán)天線。
使用時(shí)，電路板1和電路板2封裝在外殼內(nèi)，實(shí)現(xiàn)天線與電路板1的一體式連接。將讀卡器的電路板2 —側(cè)對(duì)準(zhǔn)電子標(biāo)簽，打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，即可讀取標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)信息。
射頻收發(fā)單元包括集成在電路板1上的聲表振蕩器、功率放大器、定向耦合器、自動(dòng)增益放大器、混頻器及低頻放大器；控制單元為集成在電路板1上的單片機(jī)。如圖3所示，本實(shí)用新型的工作原理為首先聲表振蕩器發(fā)出915MHz本地振蕩信號(hào)，該信號(hào)分成兩路， 一路送給三級(jí)晶體管放大器作為發(fā)射信號(hào)，一路送給混頻器作為本振信號(hào)。發(fā)射信號(hào)經(jīng)過(guò)三級(jí)晶體管放大器進(jìn)行放大，同時(shí)用來(lái)自于單片機(jī)的調(diào)制信號(hào)控制晶體管放大電路的偏置，用這種方法獲得幅度調(diào)制信號(hào)。這個(gè)發(fā)射信號(hào)通過(guò)定向耦合器傳到天線端口，即讀卡器將發(fā)射信號(hào)發(fā)送給標(biāo)簽；天線在發(fā)射信號(hào)的同時(shí)還要接收到標(biāo)簽卡片返回來(lái)的信號(hào)，這
個(gè)接收到的標(biāo)簽信號(hào)通過(guò)定向耦合器又傳給自動(dòng)增益放大器，將聲表振蕩器發(fā)
出的本振信號(hào)和經(jīng)過(guò)AGC放大的接收信號(hào)一起傳給混頻器，經(jīng)過(guò)混頻器的解調(diào)后得到基帶信號(hào)，將基帶信號(hào)用低頻放大器三級(jí)放大，然后送給單片機(jī)進(jìn)行解碼，即完成了對(duì)整個(gè)信號(hào)的處理過(guò)程。
如圖4所示，聲表振蕩器由鍺硅晶體管和聲表諧振器組成三點(diǎn)式振蕩電路，發(fā)出915MHz本地振蕩信號(hào)，Ul和U2均為國(guó)產(chǎn)市售、型號(hào)為2SC3356的鍺硅晶體管，鍺硅晶體管U1用作振蕩管，鍺硅晶體管U2用作緩沖隔離放大器，聲表諧振器U3用于固定振蕩頻率。
如圖5所示，功率放大器采用三級(jí)晶體管進(jìn)行放大，Tl、 T2、 T3為NEC制造、型號(hào)為2SC3357的晶體管，共三級(jí)，輸出功率為200Mw。
定向耦合器用于控制發(fā)射信號(hào)和接收信號(hào)的流向，經(jīng)過(guò)三級(jí)晶體管放大器放大的發(fā)射信號(hào)只能流向天線，由天線接收到的信號(hào)只能進(jìn)入到自動(dòng)增益放大器°
如圖6所示，自動(dòng)增益放大器采用飛利浦制造、型號(hào)為BF909的雙柵場(chǎng)效應(yīng)管，VT為增益控制電壓。用單片機(jī)控制信號(hào)來(lái)控制Ul的一個(gè)柵極，要放大的信號(hào)接到Ul的另一個(gè)柵極上。
如圖7所示，混頻器采用飛利浦制造、型號(hào)為BF998R的雙柵場(chǎng)效應(yīng)管，將由三點(diǎn)式振蕩電路產(chǎn)生本振信號(hào)的本振端LO和經(jīng)過(guò)放大的接收信號(hào)的射頻端RF分別加到雙柵場(chǎng)效應(yīng)管的兩個(gè)柵極，從漏極得到中頻信號(hào)。
如圖8所示，低頻放大器采用一個(gè)TI生產(chǎn)、型號(hào)為SN74LVC3GU04的反相器，搭建一個(gè)三級(jí)的反向低頻放大電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)基帶信號(hào)的三級(jí)放大。本實(shí)用新型所采用的雙柵晶體管的體積是現(xiàn)有技術(shù)中接收芯片的1/3，由于本實(shí)用新型采用了鍺硅晶體管、三級(jí)晶體管和雙柵晶體管，其成本較現(xiàn)有技術(shù)中的芯片相比，成本低廉，體積減小，較現(xiàn)有技術(shù)中的晶體管性能更加，所以本實(shí)用新型的讀卡器真正實(shí)現(xiàn)了模塊化、小型化、低價(jià)格、高性能。
最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非對(duì)其進(jìn)行限定，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解依然可以對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行修改或者等同替換，而未脫離本實(shí)用新型精神和范圍的任何修改或者等同替換，均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種超高頻射頻識(shí)別讀卡器，其特征在于所述讀卡器包括控制單元和射頻收發(fā)單元，控制單元和射頻收發(fā)單元均設(shè)于電路板(1)上，射頻收發(fā)單元與天線通過(guò)電纜(3)連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高頻射頻識(shí)別讀卡器，其特征在于所述射頻收 發(fā)單元包括集成在電路板(1)上的振蕩器、功率放大器、定向耦合器、 自動(dòng)增益放大器、混頻器及低頻放大器，所述振蕩器的信號(hào)輸出端分別與 功率放大器的信號(hào)輸出端及混頻器的一個(gè)輸入端連接，定向耦合器分別與 功率放大器的信號(hào)輸出端及自動(dòng)增益放大器的信號(hào)輸入端連接，自動(dòng)增益 放大器的信號(hào)輸出端與混頻器的另一個(gè)輸入端連接，混頻器的信號(hào)輸出端 與低頻放大器連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的超高頻射頻識(shí)別讀卡器，其特征在于所述振蕩器 中的晶體管采用鍺硅晶體管，振蕩器中的諧振器采用聲表諧振器。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的超高頻射頻識(shí)別讀卡器，其特征在于所述功率放 大器中的晶體管采用三級(jí)晶體管。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的超高頻射頻識(shí)別讀卡器，其特征在于所述自動(dòng)增 益放大器中的晶體管采用雙柵場(chǎng)效應(yīng)管。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的超高頻射頻識(shí)別讀卡器，其特征在于所述混頻器 中的晶體管采用雙柵場(chǎng)效應(yīng)管。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高頻射頻識(shí)別讀卡器，其特征在于所述天線集成在天線電路板(2)上，電路板(1)和電路板(2)通過(guò)螺絲(4)連接。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的超高頻射頻識(shí)別讀卡器，其特征在于所述天 線采用平板倒置F天線或小環(huán)天線。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種非接觸式信息識(shí)別傳輸技術(shù)，特別是涉及一種超高頻射頻識(shí)別讀卡器，包括控制單元和射頻收發(fā)單元，控制單元和射頻收發(fā)單元均設(shè)于電路板I上，射頻收發(fā)單元與天線通過(guò)電纜連接。本實(shí)用新型所述讀寫器，采用晶體管和集總元件來(lái)替代芯片的使用，實(shí)現(xiàn)了讀卡器的小型化、模塊化，大大降低了讀卡器的成本，使其不再只適用于特定領(lǐng)域，一般的消費(fèi)者完全有能力購(gòu)買后在家讀出商品的信息，使用方便，擴(kuò)大了讀卡器的應(yīng)用范圍。由于直接將天線與讀卡器連接，實(shí)現(xiàn)讀卡器模塊和天線的一體化結(jié)構(gòu)，省去了購(gòu)買讀卡器后還要購(gòu)買和安裝天線的缺陷，使用更加方便、快捷。
文檔編號(hào)G06K7/00GK201270037SQ20082013425
公開(kāi)日2009年7月8日 申請(qǐng)日期2008年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月23日
發(fā)明者政 王, 超 管, 巖 馬 申請(qǐng)人:惠州市恒睿電子科技有限公司