智能書架用射頻天線及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及射頻通信【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說是一種智能書架用射頻天線，設(shè)有用于支撐和固定天線線圈及相關(guān)電路的PCB板，天線線圈印刷于PCB板的一側(cè)，其特征在于天線線圈包括沿水平方向延伸的底邊、由底邊的末端起始并沿豎直方向延伸的豎邊以及用于將豎邊的末端連接至匹配電路輸出端的連接段，其中底邊與豎邊的寬度一致，且為連接段天線線圈寬度的1.8-2.5倍，天線線圈的起始端以及末端分別與匹配電路的輸出端相連接，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有能夠有效提高射頻信號利用率、降低多天線間信號干擾，特別適用于密集管理等顯著的優(yōu)點。
【專利說明】智能書架用射頻天線及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及射頻通信【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說是一種能夠有效提高射頻信號利用率、降低多天線間信號干擾，特別適用于密集管理，能夠有效提高識別準確率的智能書架用射頻天線及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有射頻識別【技術(shù)領(lǐng)域】，射頻識別系統(tǒng)一般包括射頻天線、用于控制射頻信號發(fā)射及接收的讀寫模塊，以及固定在待識別物品上的射頻標簽，使用時射頻天線輸出射頻信號，對射頻標簽進行讀取，射頻標簽上攜帶的信息再經(jīng)射頻天線反饋至讀寫模塊內(nèi)的信號接收電路，對接收到的信息進行處理后，即可完成對射頻標簽以及其所表示的物體的ID識別。在該系統(tǒng)中，射頻天線是整個射頻識別系統(tǒng)的重要組成部分，其完成射頻識別系統(tǒng)中磁場的發(fā)射和接收。當將射頻識別技術(shù)應(yīng)用于密集文檔管理時，需要將多個射頻天線并列或并排安裝使用，組成天線陣列，天線陣列中每個天線完成對多個射頻標簽的讀取，實現(xiàn)對密集文檔的管理。
[0003]現(xiàn)階段應(yīng)用于密集文檔管理射頻天線陣列的射頻天線多包含以下兩種特征:一是天線的形狀多采用矩形(或近似于矩形)，二是天線線圈多采用材質(zhì)均勻的線材(或厚度和寬度均勻的PCB板)。具備以上兩種形式(或其中一種)特征的射頻天線會存在以下弊端:一是所發(fā)射的射頻信號在覆蓋區(qū)域相對比較均勻，不能根據(jù)射頻標簽的位置有針對性的將射頻信號輻射至標簽相對密集的區(qū)域，導(dǎo)致射頻能量利用率低，標簽檢測效果差；二是天線陣列應(yīng)用時，天線間相互影響導(dǎo)致能量損耗嚴重，同時影響標簽的定位，并且具有上述特征的智能書架天線在射頻天線陣列中相互干擾的機會與程度更大，對射頻信號的利用率和多標簽密集檢測的成功率都產(chǎn)生了很大影響；三是現(xiàn)有智能書架天線的指示燈均需要額外引入電源及控制信號，這樣增加了天線設(shè)計及工作的復(fù)雜性，同時指示燈工作電路也會對射頻信號(通過智能書架天線發(fā)出)造成干擾，降低了智能書架天線射頻通信的穩(wěn)定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點和不足，提出一種結(jié)構(gòu)合理、能夠有效提聞射頻信號利用率、降低多天線間信號干擾，特別適用于密集管理，能夠有效提高識別準確率的智能書架用射頻天線及系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明可以通過以下措施達到:
一種智能書架用射頻天線，設(shè)有用于支撐和固定天線線圈及相關(guān)電路的PCB板，天線線圈印刷于PCB板的一側(cè)，其特征在于天線線圈包括沿水平方向延伸的底邊、由底邊的末端起始并沿豎直方向延伸的豎邊以及用于將豎邊的末端連接至匹配電路輸出端的連接段，其中底邊與豎邊的寬度一致，且為連接段天線線圈寬度的1.8-2.5倍，天線線圈的起始端以及末端分別與匹配電路的輸出端相連接。
[0006]本發(fā)明中匹配電路的輸入端與射頻讀寫模塊相連接，用于傳輸射頻信號，所述匹配電路用于將天線線圈在13.65MHz下的輸入阻抗變換為50歐姆。
[0007]本發(fā)明中還設(shè)有指示電路，指示電路位于PCB板上天線線圈的同側(cè)，且位于天線線圈內(nèi)，指示電路由限流電阻、指示燈以及感應(yīng)線圈依次串聯(lián)而成，用于在高頻信號感應(yīng)下，發(fā)出燈光指示信息。
[0008]本發(fā)明中天線線圈的底邊和豎邊的寬度可以為連接段寬度的1.8-2.5倍，在使用時將PCB板呈立式放置，而底邊與豎邊寬度大于連接段，使得由上述兩段天線線圈部分輻射出的射頻信號強度較高，有效提高對放置于天線線圈底邊、豎邊范圍內(nèi)的待識別射頻標簽的讀寫效率。
[0009]本發(fā)明中天線線圈可以繞制為不規(guī)則五邊形，其包括沿水平方向延伸的底邊、由底邊的末端起始并沿豎直方向延伸的豎邊、由豎邊末端起始并與底邊平行且向底邊起始方向延伸的平行段、由平行段末端起始且延伸方向與水平方向夾角大于90°的斜邊、用于連接斜邊末端至匹配電路輸出端的連接段，在這種結(jié)構(gòu)中，底邊和豎邊的天線線圈寬度一致，且為其余部分寬度的1.8-2.5倍，由于將天線線圈繞制為上述結(jié)構(gòu)，斜邊段的線圈輻射的射頻能量有所降低，從而降低了作為天線陣列應(yīng)用時多天線之間的相互干擾。
[0010]一種智能書架用射頻天線系統(tǒng)，包括射頻讀寫器以及射頻標簽，其中射頻讀寫器內(nèi)設(shè)有射頻讀寫電路、功率分配電路以及分別與功率分配電路的輸出端相連接的兩個以上的射頻天線，其特征在于所述射頻天線采用上述智能書架用射頻天線。
[0011]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點:(1)檢測準確:由于天線線圈繞制為上述形狀，使得工作時，射頻天線在待讀取射頻標簽密集處的射頻信號輸出增強，增強了標簽檢測成功率；(2)降低多天線間的干擾:由于天線線圈繞制時，可以設(shè)有斜邊，在應(yīng)用于天線陣列時，與傳統(tǒng)的矩形天線相比能夠有效降低多天線之間的互擾，降低了射頻信號的損耗以及誤讀率；(3)能夠?qū)崟r指示天線的工作狀態(tài):通過設(shè)置位于天線線圈內(nèi)的指示電路，使指示電路通過高頻互感實現(xiàn)指示功能，無需額外引入電源和相關(guān)控制電路，結(jié)構(gòu)合理、成本低，也不會對射頻信號讀寫造成干擾。
[0012]【專利附圖】

【附圖說明】:
附圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]附圖2是本發(fā)明中天線線圈的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]附圖3是本發(fā)明中天線線圈的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]附圖4是本發(fā)明中智能書架用射頻天線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
[0016]附圖標記:PCB板1、天線線圈2、底邊3、豎邊4、匹配電路5、連接段6、射頻讀寫電路7、指示電路8、平行段9、斜邊10、射頻讀寫器11、射頻標簽12、射頻天線13。
[0017]【具體實施方式】:
下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進一步的說明。
[0018]如附圖1所示，本發(fā)明提出了一種智能書架用射頻天線，設(shè)有用于支撐和固定天線線圈及相關(guān)電路的PCB板I,天線線圈2印刷于PCB板I的一側(cè),其特征在于天線線圈2包括沿水平方向延伸的底邊3、由底邊3的末端起始并沿豎直方向延伸的豎邊4以及用于將豎邊4的末端連接至匹配電路5輸出端的連接段6，其中底邊3與豎邊4的寬度一致，且為連接段6天線線圈寬度的1.8-2.5倍，天線線圈2的起始端以及末端分別與匹配電路5的輸出端相連接。[0019]本發(fā)明中匹配電路5的輸入端與射頻讀寫電路7相連接，用于通過天線線圈2發(fā)送/接收射頻信號，所述匹配電路5是用于將天線線圈在13.65MHz下的輸入阻抗變換為50歐姆的匹配電路。
[0020]本發(fā)明中還設(shè)有指示電路8，指示電路8位于PCB板I上天線線圈2的同側(cè)，且位于天線線圈2內(nèi)，指示電路8由限流電阻、指示燈以及感應(yīng)線圈依次串聯(lián)而成，用于在高頻信號感應(yīng)下，發(fā)出燈光指示信息。
[0021]本發(fā)明中天線線圈2的底邊3和豎邊4的寬度可以為連接段6寬度的2倍，在使用時將PCB板I呈立式放置，而底邊3與豎邊4寬度大于連接段6，使得由上述兩段天線線圈部分輻射出的射頻信號強度較高，有效提高對放置于天線線圈底邊3、豎邊4范圍內(nèi)的待識別射頻標簽的讀寫效率。
[0022]本發(fā)明中天線線圈2可以繞制為不規(guī)則五邊形，其包括沿水平方向延伸的底邊3、由底邊3的末端起始并沿豎直方向延伸的豎邊4、由豎邊4末端起始并與底邊3平行且向底邊起始方向延伸的平行段9、由平行段9末端起始且延伸方向與水平方向夾角大于90°的斜邊10、用于連接斜邊10末端至匹配電路5輸出端的連接段，在這種結(jié)構(gòu)中，底邊3和豎邊4的天線線圈寬度一致，且為其余部分寬度的1.8-2.5倍，由于將天線線圈2繞制為上述結(jié)構(gòu)，斜邊10段的線圈輻射的射頻能量有所降低，從而降低了作為天線陣列應(yīng)用時多天線之間的干擾。
[0023]如附圖4所示，本發(fā)明還提出了一種基于上述射頻天線的智能書架用射頻天線系統(tǒng)，包括射頻讀寫器11以及射頻標簽12，其中射頻讀寫器11內(nèi)設(shè)有射頻讀寫電路7、功率分配電路8以及分別與功率分配電路8的輸出端相連接的兩個以上的射頻天線13，其特征在于所述射頻天線13采用上述智能書架用射頻天線。
[0024]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點:(1)檢測準確:由于天線線圈繞制為上述形狀，使得工作時，射頻天線在待讀取射頻標簽密集處的射頻信號輸出增強，增強了檢測成功率；(2)降低多天線間的干擾:由于天線線圈繞制時，可以設(shè)有斜邊，在應(yīng)用于天線陣列時，與傳統(tǒng)的矩形天線相比能夠有效降低多天線之間的互擾，降低了射頻信號的損耗以及誤讀率；(3)能夠?qū)崟r指示天線的工作狀態(tài):通過設(shè)置位于天線線圈內(nèi)的指示電路，使指示電路通過高頻互感實現(xiàn)提醒功能，無需額外引入電源和相關(guān)控制電路，結(jié)構(gòu)合理、成本低，也不會對射頻信號讀寫造成干擾。
【權(quán)利要求】
1.一種智能書架用射頻天線，設(shè)有用于支撐和固定天線線圈及相關(guān)電路的PCB板，天線線圈印刷于PCB板的一側(cè)，其特征在于天線線圈包括沿水平方向延伸的底邊、由底邊的末端起始并沿豎直方向延伸的豎邊以及用于將豎邊的末端連接至匹配電路輸出端的連接段，其中底邊與豎邊的寬度一致，且為連接段天線線圈寬度的1.8-2.5倍，天線線圈的起始端以及末端分別與匹配電路的輸出端相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能書架用射頻天線，其特征在于匹配電路的輸入端與射頻讀寫電路相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能書架用射頻天線，其特征在于還設(shè)有指示電路，指示電路位于PCB板上天線線圈的同側(cè)，且位于天線線圈內(nèi)，指示電路由限流電阻、指示燈以及感應(yīng)線圈依次串聯(lián)而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能書架用射頻天線，其特征在于天線線圈的底邊和豎邊的寬度為連接段寬度的1.8-2.5倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能書架用射頻天線，其特征在于天線線圈繞制為不規(guī)則五邊形，其包括沿水平方向延伸的底邊、由底邊的末端起始并沿豎直方向延伸的豎邊、由豎邊末端起始并與底邊平行且向底邊起始方向延伸的平行段、由平行段末端起始且延伸方向與水平方向夾角大于90°的斜邊、用于連接斜邊末端至匹配電路輸出端的連接段，在這種結(jié)構(gòu)中，底邊和豎邊的天線線圈寬度一致，且為其余部分寬度的1.8-2.5倍。
6.一種智能書架用射頻天線系統(tǒng)，包括射頻讀寫器以及射頻標簽，其中射頻讀寫器內(nèi)設(shè)有射頻讀寫電路、功率分配電路以及分別與功率分配電路的輸出端相連接的兩個以上的射頻天線，其特征在于射頻天線采用如權(quán)利要求1-5中任意一項所述的智能書架用射頻天線。
【文檔編號】H01Q1/38GK103545608SQ201310531963
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年11月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月3日
【發(fā)明者】孫杰林, 楊傳祥, 李顯科, 劉成永, 任永濤, 朱慶賢, 高明 申請人:威海北洋電氣集團股份有限公司