異形天線的三維通道裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及射頻識(shí)別(RFID，Rad1 Frequency Identificat1n)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種異形天線的三維通道裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]RFID系統(tǒng)一般主要包括控制射頻信號(hào)發(fā)射、接收以及信息處理的讀寫(xiě)器，與讀寫(xiě)器相匹配的射頻天線，需要被檢測(cè)識(shí)別的射頻標(biāo)簽。在正常工作時(shí)，讀寫(xiě)器負(fù)責(zé)發(fā)送按照一定協(xié)議編碼的數(shù)據(jù)命令，其經(jīng)過(guò)讀寫(xiě)器內(nèi)部的調(diào)制和功放電路后，會(huì)產(chǎn)生一定功率的帶有命令的射頻信號(hào)，通過(guò)射頻天線輻射到射頻天線周?chē)囊欢▍^(qū)域，當(dāng)符合條件的射頻標(biāo)簽進(jìn)入該磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)攜帶的能量會(huì)激活射頻標(biāo)簽，射頻標(biāo)簽可以解析出讀寫(xiě)器發(fā)送的命令信息，并根據(jù)命令把自身攜帶的相關(guān)信息調(diào)制到磁場(chǎng)上通過(guò)射頻天線反饋至讀寫(xiě)器的接收電路，讀寫(xiě)器對(duì)接收到的信息解析后，進(jìn)行相應(yīng)的記錄或者聲光指示，完成對(duì)射頻標(biāo)簽的檢測(cè)和讀取。在RFID系統(tǒng)中，射頻天線起著至關(guān)重要的作用，它決定了讀寫(xiě)器發(fā)射的射頻信號(hào)讀取的空間范圍和方向，在現(xiàn)有的三維通道裝置中，一般是由多個(gè)射頻天線組成天線陣列，然后通過(guò)切換射頻天線實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽的三維讀取。
[0003]現(xiàn)有三維通道裝置的天線陣列一般由六個(gè)或者四個(gè)天線組成。六個(gè)天線陣列分布一般是通道兩側(cè)各有三個(gè)矩形框天線，三個(gè)天線之間會(huì)有一定的重疊，并且為了實(shí)現(xiàn)無(wú)盲區(qū)讀取，會(huì)有功率分配器、天線切換單元來(lái)進(jìn)行相應(yīng)天線的控制工作，在進(jìn)行天線切換和功率分配的過(guò)程中會(huì)需要較長(zhǎng)的輪詢時(shí)間，且讀寫(xiě)器的發(fā)射功率會(huì)相應(yīng)的減弱相應(yīng)的檢測(cè)距離會(huì)減小。四個(gè)天線陣列與六天線陣列的分布類(lèi)似，只是四天線陣列在上下兩個(gè)框的重疊面積上更大，標(biāo)簽的可讀取范圍以及檢測(cè)效果上會(huì)有更大程度的降低，且輪訓(xùn)工作一個(gè)周期的時(shí)間較長(zhǎng)，檢測(cè)較多的標(biāo)簽時(shí)漏讀或者讀取不完整的現(xiàn)象比較嚴(yán)重。對(duì)于六天線和四天線陣列組，不工作的天線對(duì)工作的天線也會(huì)有較大的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于此，有必要提供一種異形天線的三維通道裝置，實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽的三維讀取的同時(shí)有效降低漏讀率。
[0005]一種異形天線的三維通道裝置，包括:
[0006]電源模塊；
[0007]射頻讀寫(xiě)器，所述射頻讀寫(xiě)器的輸入端連接所述電源模塊的輸出端；
[0008]時(shí)分復(fù)用模塊，所述時(shí)分復(fù)用模塊的輸入端連接所述射頻讀寫(xiě)器的輸出端；以及
[0009]兩個(gè)異形天線組，所述兩個(gè)異形天線組均連接所述時(shí)分復(fù)用模塊的輸出端；
[0010]所述兩個(gè)異形天線組中的一個(gè)包括產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向相同且具有間距的兩個(gè)并行天線框，另一個(gè)包括產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向相反且具有間距的兩個(gè)并行天線框；
[0011]其中，所述電源模塊用于向所述射頻讀寫(xiě)器和時(shí)分復(fù)用模塊提供電源，所述射頻讀寫(xiě)器用于產(chǎn)生攜帶有標(biāo)簽讀取和操作的射頻信號(hào)和控制所述時(shí)分復(fù)用模塊的控制信號(hào)，所述時(shí)分復(fù)用模塊用于在所述控制信號(hào)的作用下將射頻信號(hào)傳輸至兩個(gè)異形天線組，所述兩個(gè)異形天線組用于將射頻信號(hào)發(fā)送出去檢測(cè)周?chē)纳漕l標(biāo)簽并在檢測(cè)到所述射頻標(biāo)簽時(shí)反饋信號(hào)至所述射頻讀寫(xiě)器。
[0012]以上所述異形天線的三維通道裝置，采用兩個(gè)異形天線組，兩個(gè)異形天線組中的并行天線框之間均具有一定的間距，沒(méi)有重疊的部分，可提高標(biāo)簽的檢測(cè)高度；兩個(gè)異形天線組中的一個(gè)所包含的兩個(gè)并行天線框產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向相同，另一個(gè)所包含的兩個(gè)并行天線框產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向相反，使得兩個(gè)異形天線組產(chǎn)生的磁場(chǎng)具有互補(bǔ)效應(yīng)，增大了標(biāo)簽的檢測(cè)范圍；兩個(gè)異形天線組在控制信號(hào)的作用下可分時(shí)工作，且兩個(gè)異形天線組可以快速切換，可有效提高標(biāo)簽的檢測(cè)效率；兩個(gè)異形天線組不用如現(xiàn)有技術(shù)一樣設(shè)置天線切換模塊和功率分配模塊，可有效降低生產(chǎn)成本。
[0013]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述電源模塊包括:
[0014]轉(zhuǎn)換電路，用于將外部電源轉(zhuǎn)換為可為所述射頻讀寫(xiě)器和時(shí)分復(fù)用模塊提供的低壓直流電。
[0015]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述射頻讀寫(xiě)器包括:
[0016]微控芯片；
[0017]與所述微控芯片連接的射頻發(fā)射電路；
[0018]與所述微控芯片相連接的射頻接收電路；以及
[0019]與所述微控芯片連接的控制電路；
[0020]所述射頻發(fā)射電路用于產(chǎn)生攜帶有標(biāo)簽讀取和操作的射頻信號(hào)，所述射頻接收電路用于接收所述兩個(gè)異形天線組在檢測(cè)到射頻標(biāo)簽時(shí)反饋的信號(hào)，所述微控芯片用于對(duì)所述反饋的信號(hào)進(jìn)行分析，所述控制電路用于產(chǎn)生控制所述時(shí)分復(fù)用模塊的控制信號(hào)。
[0021]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述分時(shí)復(fù)用模塊包括:
[0022]切換控制電路；以及
[0023]分別與所述兩個(gè)異形天線組連接的高頻開(kāi)關(guān)；
[0024]所述切換控制電路用于在所述控制信號(hào)的作用下驅(qū)動(dòng)所述高頻開(kāi)關(guān)的打開(kāi)與閉合；
[0025]所述高頻開(kāi)關(guān)共同連接一個(gè)與所述射頻發(fā)射電路連接的輸入端，所述高頻開(kāi)關(guān)均具有一個(gè)輸出端，且所述高頻開(kāi)關(guān)通過(guò)所述輸出端與所述對(duì)應(yīng)的異形天線組連接；
[0026]其中，當(dāng)所述切換控制電路在所述控制信號(hào)的作用下驅(qū)動(dòng)所述高頻開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，與所述高頻開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)連接的異形天線組開(kāi)始工作，所述射頻發(fā)射電路將產(chǎn)生的射頻信號(hào)發(fā)送至所述異形天線組；當(dāng)所述切換控制電路在所述控制信號(hào)的作用下驅(qū)動(dòng)所述高頻開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)，與所述高頻開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)連接的異形天線組停止工作將所述射頻發(fā)射電路產(chǎn)生的射頻信號(hào)與所述異形天線組隔離開(kāi)。
[0027]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述控制信號(hào)為電流信號(hào)，對(duì)應(yīng)的，所述切換控制電路為電流轉(zhuǎn)換電路，且所述電流轉(zhuǎn)換電路通過(guò)將所述電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為強(qiáng)電流信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述高頻開(kāi)關(guān)的打開(kāi)與閉合。
[0028]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述兩個(gè)異形天線組均連接有對(duì)所述異形天線組進(jìn)行阻抗匹配的天線匹配模塊，所述天線匹配模塊的輸入端連接對(duì)應(yīng)所述高頻開(kāi)關(guān)的輸出端，所述天線匹配模塊的輸出端連接所述異形天線組；
[0029]其中，當(dāng)所述切換控制電路在所述控制信號(hào)的作用下驅(qū)動(dòng)所述高頻開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，所述天線匹配模塊對(duì)所述異形天線組進(jìn)行阻抗匹配，將所述異形天線組的頻率諧振至13.56M，輸出阻抗變換至50Ω，同時(shí)，所述異形天線組開(kāi)始工作，所述射頻發(fā)射電路將產(chǎn)生的射頻信號(hào)發(fā)送至所述異形天線組。
[0030]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述并行天線框?yàn)樘菪翁炀€框。
[0031]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述梯形天線框?yàn)橹苯翘菪翁炀€框。
[0032]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述直角梯形天線框的非直角底角的角度為45度。
[0033]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述兩個(gè)異形天線組中的兩個(gè)直角梯形天線框的斜邊相互對(duì)齊平行放置，且所述兩個(gè)直角梯形天線框的斜邊之間的垂直距離與其中任一個(gè)直角梯形天線框的較短的底邊的長(zhǎng)度之間的比值為1:5。
【附圖說(shuō)明】
[0034]圖1為一實(shí)施例的異形天線的三維通道裝置的結(jié)構(gòu)圖；
[0035]圖2為圖1中兩個(gè)異形天線組的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0037]如圖1所示，一實(shí)施例的異形天線的三維通道裝置包括:
[0038]電源模塊110;
[0039]射頻讀寫(xiě)器120，射頻讀寫(xiě)器120的輸入端連接所述電源模塊110的輸出端；
[0040]時(shí)分復(fù)用模塊130，時(shí)分復(fù)用模塊130的輸入端連接射頻讀寫(xiě)器120的輸出端；以及
[0041]兩個(gè)異形天線組150和160，兩個(gè)異形天線組均連接時(shí)分復(fù)用模塊130的輸出端；
[0042]所述兩個(gè)異形天線組中的一個(gè)(本實(shí)施例中為異形天線組150)包括產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向相同且具有間距的兩個(gè)并行天線框，另一個(gè)(本實(shí)施例中為異形天線組160)包括產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向相反且具有間距的兩個(gè)并行天線框；
[0043]其中，電源模塊110用于向射頻讀寫(xiě)器120和時(shí)分復(fù)用模塊130提供電源，射頻讀寫(xiě)器120用于產(chǎn)生攜帶有標(biāo)簽讀取和操作的射頻信號(hào)和控制時(shí)分復(fù)用模塊130的控制信號(hào)，時(shí)分復(fù)用模塊130用于在控制信號(hào)的作用下將射頻信號(hào)傳輸至兩個(gè)異形天線組，兩個(gè)異形天線組用于將射頻信號(hào)發(fā)送出去檢測(cè)周?chē)纳漕l標(biāo)簽并在檢測(cè)到射頻標(biāo)簽時(shí)反饋信號(hào)至射頻讀寫(xiě)器120。
[0044]以上所述異形天線的三維通道裝置，采用兩個(gè)異形天線組，兩個(gè)異形天線組中的并行天線框之間均具有一定的間距，沒(méi)有重疊的部分，可提高標(biāo)簽的檢測(cè)高度；兩個(gè)異形天線組中的一個(gè)所包含的兩個(gè)并行天線框產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向相同，另一個(gè)所包含的兩個(gè)并行天線框產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向相反，使得兩個(gè)異形天線組產(chǎn)生的磁場(chǎng)具有互補(bǔ)效應(yīng)，增大了標(biāo)簽的檢測(cè)范圍；兩個(gè)異形天線組在控制信號(hào)的作用下可分時(shí)工作，且兩個(gè)異形天線組可以快速切換，可有效提高標(biāo)簽的檢測(cè)效率；兩個(gè)異形天線組不用如現(xiàn)有技術(shù)一樣設(shè)置天線切換模塊和功率分配模塊，可有效降低生產(chǎn)成本。
[0045]其中，電源模塊110包括轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換電路用于將外部電源轉(zhuǎn)換為可為射頻讀寫(xiě)器120和時(shí)分復(fù)用模塊130提供的低壓直流電。外部電源通常為高壓交流市電，必須經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換之后才可以使用，以保證使用的合適性與安全性。
[0046]射頻讀寫(xiě)器120包括:
[0047]微控芯片；
[0048]與微控芯片連接的射頻發(fā)射電路；
[0049]與微控芯片相連接的射頻接收電路；以及
[0050]與微控芯片連接的控制電路。
[0051 ] 射頻發(fā)射電路用于產(chǎn)生攜帶有標(biāo)簽讀取和操作的射頻信號(hào)，射頻接收電路用于接收兩個(gè)異形天線組在檢測(cè)到射頻標(biāo)簽時(shí)反饋的信號(hào)，微控芯片用于對(duì)反饋的信號(hào)進(jìn)行分析，控制電路用于產(chǎn)生控制時(shí)分復(fù)用模塊的控制信號(hào)。微控芯片可以采用不同的處理芯片，其還可以實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽檢測(cè)后的信息解碼、數(shù)據(jù)上報(bào)、權(quán)限判斷等功能。射頻讀寫(xiě)器120是完成射頻信號(hào)生成及最終反饋的標(biāo)簽信號(hào)接收的處理中心，本實(shí)施例中，射頻讀寫(xiě)器120還產(chǎn)生控制信號(hào)以控制時(shí)分復(fù)用模塊130。
[0052]具體的，分時(shí)復(fù)用模塊130包括切換控制電路和分別與兩個(gè)異形天線組連接的高頻開(kāi)關(guān)，切換控制電路用于在控制信號(hào)的作用下驅(qū)動(dòng)高頻開(kāi)關(guān)的打開(kāi)與閉合，高頻開(kāi)關(guān)共同連接一個(gè)與射頻發(fā)射電路連接的輸入端，高頻開(kāi)關(guān)均具有一個(gè)輸出端，高頻開(kāi)關(guān)通過(guò)輸出端與對(duì)應(yīng)的異形天線組連接；其中，當(dāng)切換控制電路在控