一種雙線框三維通道裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及射頻識別（RFID,RadioFrequencyIdentification）【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說是一種能夠?qū)崿F(xiàn)標(biāo)簽三維讀取、有效降低漏讀率的雙線框三維通道裝置，設(shè)有射頻讀寫器、功率分配器、天線切換單元以及與天線切換單元相連接的由兩個(gè)以上的天線線圈組成的射頻天線陣列，其中射頻讀寫器的射頻信號輸出端與功率分配器相連接，射頻讀寫器的控制信號輸出端分別與功率分配器、天線切換單元相連接，功率分配器的輸出端與天線切換單元相連接，其特征在于射頻天線陣列中的天線兩兩一組，天線線圈均繞制為等大的直角梯形，兩個(gè)天線線圈配合拼成矩形天線框，與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠有效提高對射頻標(biāo)簽識別的準(zhǔn)確率。
【專利說明】一種雙線框三維通道裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及射頻識別(RFID, Radio Frequency Identification)【技術(shù)領(lǐng)域】,具體地說是一種能夠?qū)崿F(xiàn)標(biāo)簽三維讀取、有效降低漏讀率的雙線框三維通道裝置。
【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(biāo)簽，使用時(shí)射頻天線輸出射頻信號，對射頻標(biāo)簽進(jìn)行讀取，射頻標(biāo)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(jìn)行處理后，即可完成對射頻標(biāo)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(gè)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(dāng)將射頻識別技術(shù)應(yīng)用于三維通道裝置時(shí)，需要將射頻天線做成天線框的形式，多個(gè)框形天線組成天線陣列，天線陣列完成對標(biāo)簽的三維讀取。
[0003]在現(xiàn)有三維通道裝置中，單個(gè)框形天線線圈在工作時(shí)，在天線線圈中間位置存在盲區(qū)，所以常通過框形天線重疊互補(bǔ)形式，各天線依次輪詢工作，相鄰兩框形天線可以相互彌補(bǔ)對方盲區(qū)，從而實(shí)現(xiàn)了標(biāo)簽的三維讀取。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，采用框形天線重疊互補(bǔ)形式實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽三維讀取的方法主要有兩種:一種方法是天線陣列在工作時(shí)，兩個(gè)天線均采用矩形線圈，兩個(gè)矩形天線框部分重疊，構(gòu)成互補(bǔ)的形式，此時(shí)由于天線框高度的限制，兩個(gè)框形天線組成的通道裝置高度較低，所以標(biāo)簽的可讀區(qū)域較小，實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)標(biāo)簽以較高的高度通過通道裝置時(shí)，可能會存在漏讀現(xiàn)象，如果想增大標(biāo)簽的可讀區(qū)域，需要增加天線框的高度，此時(shí)盲區(qū)的面積也相應(yīng)增大，所以需要同時(shí)增加兩個(gè)天線框的重疊面積，但是因互補(bǔ)的兩個(gè)框形天線為輪詢工作，不工作的天線會對工作的天線起到反作用，重疊面積的加大會導(dǎo)致天線間相互耦合的程度加強(qiáng)，讀取效果差；另一種方法是天線陣列采用三個(gè)矩形天線框重疊互補(bǔ)的形式，三個(gè)框形天線組成的通道裝置高度較高，所以標(biāo)簽的可讀區(qū)域較大，但是，由于三個(gè)天線輪詢工作，天線輪詢時(shí)間一定，所以每個(gè)天線讀取的時(shí)間減少，當(dāng)多個(gè)標(biāo)簽同時(shí)通過通道裝置時(shí)，由于時(shí)間較短，可能存在漏讀現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)和不足，提出一種在天線個(gè)數(shù)最少和不增加天線彼此間重疊面積的前提下，能夠大大增加標(biāo)簽可讀區(qū)域，進(jìn)而有效彌補(bǔ)讀取盲區(qū)，降低漏讀率的雙線框三維通道裝置及使用方法。
[0006]本發(fā)明可以通過以下措施達(dá)到:
一種雙線框三維通道裝置，設(shè)有射頻讀寫器、功率分配器、天線切換單元以及與天線切換單元相連接的由兩個(gè)以上的天線線圈組成的射頻天線陣列，其中射頻讀寫器的射頻信號輸出端與功率分配器相連接，射頻讀寫器的控制信號輸出端分別與功率分配器、天線切換單元相連接，功率分配器的輸出端與天線切換單元相連接，其特征在于射頻天線陣列中的天線兩兩一組，天線線圈均繞制為等大的直角梯形，兩個(gè)天線線圈配合拼成矩形天線框。
[0007]本發(fā)明所述功率分配器中設(shè)有功率分配電路以及相位切換電路，其中相位切換電路與功率分配電路的一個(gè)輸出端相連接，功率分配電路用于將輸入的射頻信號按分配比分為至少兩路，相位切換電路可以采用初級、次級線圈式電路結(jié)構(gòu)完成對輸入的射頻信號相位的切換。
[0008]本發(fā)明中設(shè)有至少兩個(gè)天線切換單元，每個(gè)天線切換單元內(nèi)設(shè)有至少兩路射頻開關(guān)電路，兩路以上的射頻開關(guān)電路與射頻天線陣列中兩個(gè)以上的天線一一對應(yīng)連接，所述射頻開關(guān)電路由聞?lì)l"[目號開關(guān)電路和匹配電路組成，聞?lì)l"[目號開關(guān)電路的輸出端與匹配電路相連接，匹配電路的輸出端與射頻天線陣列中的一個(gè)天線相連接。
[0009]本發(fā)明中優(yōu)選設(shè)有兩個(gè)天線切換單元，每個(gè)天線切換單元中設(shè)有兩路射頻開關(guān)電路，天線切換單元分別與兩個(gè)天線相連接。
[0010]本發(fā)明中天線線圈繞制為直角梯形，其具有兩個(gè)非直角的底角，其中較小的一個(gè)角度范圍為30° -60°。
[0011]本發(fā)明在使用時(shí)，先經(jīng)過系統(tǒng)上電，射頻讀寫器完成基本數(shù)據(jù)的加載；待射頻讀寫器的基本數(shù)據(jù)正常加載完成后，向天線切換單元輸出天線切換控制信號，向功率分配器輸出射頻信號以及相位切換信號，其中兩個(gè)天線切換單元在天線切換控制信號的驅(qū)動(dòng)下，分別控制每個(gè)天線切換單元中的一路射頻開關(guān)電路導(dǎo)通，使與該路射頻開關(guān)電路對應(yīng)的天線處于工作狀態(tài)，同時(shí)天線匹配模塊對天線和天線進(jìn)行阻抗匹配，將天線的頻率諧振至13.56M，輸出阻抗變換至50 Q ;射頻讀寫器輸出的射頻信號和相位切換信號傳送至功率分配器，功率分配器將射頻信號的功率平均分配至兩路，并根據(jù)相位切換信號控制這兩路射頻信號的相位相同或相反，分別傳送至兩個(gè)天線切換單元，天線切換單元將射頻信號傳送至處于工作狀態(tài)的天線，此時(shí)這兩個(gè)天線同時(shí)對標(biāo)簽進(jìn)行讀??；此后射頻讀寫器輸出天線切換信號，通過控制射頻開關(guān)電路的導(dǎo)通，使另一組天線處于工作狀態(tài)，完成對標(biāo)簽進(jìn)行讀取，通過重復(fù)上述步驟，完成對待檢測區(qū)域內(nèi)標(biāo)簽的檢測。
[0012]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):(1)標(biāo)簽的可讀區(qū)域大大增加:通過采用兩個(gè)梯形天線框重疊互補(bǔ)的形式，重疊區(qū)域的上下兩個(gè)邊為兩個(gè)梯形天線框的斜邊，從而實(shí)現(xiàn)在不增加重疊面積的前提下，大大增加了標(biāo)簽的可讀區(qū)域。(2)漏讀率低:兩個(gè)框型天線輪詢工作，由于輪詢時(shí)間一定，所以每個(gè)天線讀取的時(shí)間增加，當(dāng)多個(gè)標(biāo)簽同時(shí)通過通道裝置時(shí)，天線有足夠的時(shí)間讀取標(biāo)簽，從而有效降低了漏讀率。(3)天線的個(gè)數(shù)減少，生產(chǎn)成本降低:采用兩個(gè)梯形天線框重疊互補(bǔ)的形式使得標(biāo)簽的可讀區(qū)域大大增加，相比采用三個(gè)矩形天線框重疊互補(bǔ)的形式，減少了天線的個(gè)數(shù)，降低了生產(chǎn)成本。
[0013]【專利附圖】

【附圖說明】:
附圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]附圖2是本發(fā)明中與同一天線切換單元相連接的一組射頻天線的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]附圖標(biāo)記:電源模塊1、射頻讀寫器2、功率分配器3、天線切換單元4、天線切換單元5、天線6、天線7、天線8、天線9。
[0016]【具體實(shí)施方式】:
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0017]實(shí)施例1: 如附圖1所示，本發(fā)明提出的一種雙線框三維通道裝置，包括:電源模塊1、射頻讀寫器
2、功率分配器3、天線切換單元4、天線陣列，所述天線陣列采用兩個(gè)直角梯形天線框協(xié)同互補(bǔ)的形式，使得在天線個(gè)數(shù)最少和不增加成對工作天線重疊面積的前提下，大大提高了標(biāo)簽的可讀區(qū)域，陣列中兩天線輪詢工作，相鄰兩天線相互彌補(bǔ)對方盲區(qū)，兩天線陣列同時(shí)工作，在兩天線陣列中間形成一個(gè)磁場相對均勻的通道，從而能夠?qū)崿F(xiàn)標(biāo)簽的三維讀取、有效降低漏讀率。
[0018]所述射頻讀寫器2，輸入端與電源模塊I相連，用于產(chǎn)生射頻信號、相位切換信號以及天線切換控制信號，其中射頻信號和相位切換信號傳送至功率分配器3，天線切換控制信號傳送至天線切換單元4和天線切換單元5。
[0019]所述功率分配器3，輸入端與射頻讀寫器I相連，將來自射頻讀寫器I的射頻信號按功率比1:1平均分配至兩路，并根據(jù)相位切換信號控制這兩路射頻信號的相位相同或相反，其中一路傳送至天線切換單元4，另一路傳送至天線切換單元5。
[0020]所述天線切換單元4，輸入端分別與射頻讀寫器I和功率分配器3相連，輸出端與天線6和天線7相連，所述天線切換單元4包括兩個(gè)射頻開關(guān)電路和兩個(gè)天線匹配模塊，射頻開關(guān)電路與匹配電路一一對應(yīng)連接，分別完成對天線6和天線7的切換控制和匹配。
[0021]所述天線切換單元5，輸入端分別與射頻讀寫器I和功率分配器3相連，輸出端與天線8和天線9相連，所述天線切換單元4包括兩個(gè)射頻開關(guān)電路和兩個(gè)天線匹配模塊，分別完成對天線8和天線9的切換控制和匹配。
[0022]所述射頻開關(guān)電路，每個(gè)射頻開關(guān)電路都有兩路輸入，一路輸入與功率分配器3相連，用于將來自功率分配器3的射頻信號傳送至相應(yīng)天線；另一路輸入與射頻讀寫器I相連，通過射頻開關(guān)的通斷，完成對各自對應(yīng)的天線的切換控制，在對應(yīng)的天線工作時(shí)將射頻信號傳送至其對應(yīng)的天線，在對應(yīng)的天線不工作時(shí)將射頻信號與其對應(yīng)的天線隔開，從而避免射頻信號進(jìn)入不處于工作狀態(tài)的天線而影響正在工作的天線。
[0023]所述匹配模塊，輸入端與射頻開關(guān)電路相連，輸出端與對應(yīng)的天線相連，用于對對應(yīng)的天線進(jìn)行阻抗匹配，將對應(yīng)天線的頻率諧振至13.56M，輸出阻抗變換至50 Q，從而保證射頻讀寫器發(fā)出的射頻信號盡可能多的到達(dá)天線，并通過天線輻射出去。
[0024]所述天線陣列，兩個(gè)天線陣列分別接收來自天線切換單元4和天線切換單元5的射頻信號，兩天線陣列同時(shí)工作，陣列中兩天線輪詢工作，在兩天線陣列中間形成一個(gè)磁場相對均勻的通道。
[0025]所述電源模塊1，為整個(gè)通道裝置提供電源，其結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有技術(shù)相同，此不贅述。
[0026]實(shí)施例2:
如圖2所示，本發(fā)明中的天線陣列采用雙線框形式，為了保證三維通道裝置的標(biāo)簽的可讀區(qū)域足夠大，本發(fā)明增加了天線框的高度，由于單個(gè)框型天線形成的磁場在線框中間方向會存在一個(gè)不可避免的盲區(qū)，并且隨著天線框高度的增加，盲區(qū)的面積也會隨之增大，所以需要同時(shí)增加兩個(gè)天線框的重疊面積，若天線陣列采用兩個(gè)矩形框重疊互補(bǔ)的形式，重疊面積的加大會導(dǎo)致天線間相互耦合的程度加強(qiáng)，讀取效果差。鑒于以上情況，本發(fā)明中天線陣列采用兩個(gè)梯形天線框重疊互補(bǔ)的形式。
[0027]所述梯形天線框的形狀為直角梯形，所述直角梯形的一個(gè)非直角底角的角度可以為 30。-60。。[0028]所述重疊區(qū)域的上下兩個(gè)邊為兩個(gè)梯形天線框的斜邊，重疊區(qū)域的面積可等效為圖2中標(biāo)出的高度為H的矩形區(qū)域的面積，重疊區(qū)域?yàn)樾边叺脑O(shè)計(jì)，使得等效的重疊區(qū)域的面積大大增加，當(dāng)兩天線輪詢工作時(shí)，完全可以相互彌補(bǔ)盲區(qū)。
[0029]天線陣列采用兩個(gè)梯形天線框重疊互補(bǔ)的形式，使得在天線個(gè)數(shù)最少和不增加重疊面積的前提下，大大增加了標(biāo)簽的可讀區(qū)域，陣列中兩天線輪詢工作，相鄰兩天線相互彌補(bǔ)對方盲區(qū)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)標(biāo)簽的三維讀取、有效降低漏讀率。
[0030]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):(1)標(biāo)簽的可讀區(qū)域大大增加:通過采用兩個(gè)梯形天線框重疊互補(bǔ)的形式，重疊區(qū)域的上下兩個(gè)邊為兩個(gè)梯形天線框的斜邊，從而實(shí)現(xiàn)在不增加重疊面積的前提下，大大增加了標(biāo)簽的可讀區(qū)域。(2)漏讀率低:兩個(gè)框型天線輪詢工作，由于輪詢時(shí)間一定，所以每個(gè)天線讀取的時(shí)間增加，當(dāng)多個(gè)標(biāo)簽同時(shí)通過通道裝置時(shí)，天線有足夠的時(shí)間讀取標(biāo)簽，從而有效降低了漏讀率。(3)天線的個(gè)數(shù)減少，生產(chǎn)成本降低:采用兩個(gè)梯形天線框重疊互補(bǔ)的形式使得標(biāo)簽的可讀區(qū)域大大增加，相比采用三個(gè)矩形天線框重疊互補(bǔ)的形式，減少了天線的個(gè)數(shù)，降低了生產(chǎn)成本。
【權(quán)利要求】
1.一種雙線框三維通道裝置，設(shè)有射頻讀寫器、功率分配器、天線切換單元以及與天線切換單元相連接的由兩個(gè)以上的天線線圈組成的射頻天線陣列，其中射頻讀寫器的射頻信號輸出端與功率分配器相連接，射頻讀寫器的控制信號輸出端分別與功率分配器、天線切換單元相連接，功率分配器的輸出端與天線切換單元相連接，其特征在于射頻天線陣列中的天線兩兩一組，天線線圈均繞制為等大的直角梯形，兩個(gè)天線線圈配合拼成矩形天線框。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙框三維通道裝置，其特征在于天線線圈繞制為直角梯形，其具有兩個(gè)非直角的底角，其中較小的一個(gè)角度范圍為30° -60°。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種雙框三維通道裝置，其特征在于所述功率分配器中設(shè)有功率分配電路以及相位切換電路，其中相位切換電路與功率分配電路的輸出端相連接，功率分配電路用于將輸入的射頻信號按功率分配比分為至少兩路，相位切換電路采用初級、次級線圈式電路結(jié)構(gòu)完成對輸入的射頻信號相位的切換。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種雙框三維通道裝置，其特征在于設(shè)有至少兩個(gè)天線切換單元，每個(gè)天線切換單元內(nèi)設(shè)有至少兩路射頻開關(guān)電路，兩路以上的射頻開關(guān)電路與射頻天線陣列中兩個(gè)以上的天線一一對應(yīng)連接，所述射頻開關(guān)電路由高頻信號開關(guān)電路和匹配電路組成，高頻信號開關(guān)電路的輸出端與匹配電路相連接，匹配電路的輸出端與射頻天線陣列中的一個(gè)天線相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種雙框三維通道裝置，其特征在于設(shè)有兩個(gè)天線切換單元，每個(gè)天線切換單元中設(shè)有兩路射頻開關(guān)電路，天線切換單元分別與兩個(gè)天線相連接。
【文檔編號】H01Q21/00GK103632177SQ201310666071
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年12月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月7日
【發(fā)明者】劉成永, 劉曉軍, 咸日召, 任永濤, 高明, 玄大悅, 朱慶賢, 邵松, 戚明珠 申請人:威海北洋電氣集團(tuán)股份有限公司