CN201348786Y - 高灵敏度的射频识别装置 - Google Patents

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严勇
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Abstract

本实用新型公开了一种高灵敏度的射频识别装置，包含阅读器，发射天线，接收天线，无源标签，阅读器与发射天线相连，发射出连续载波信号，无源标签反射的反射载波被接收天线收到，接收天线与阅读器发射相连，并送入阅读器；阅读器经过耦合器后一路与发射天线相连，另外一路依次串联衰减器、移相器后与接收天线经过合路器合并后再连入阅读器。本实用新型克服了现有技术阅读器发射的连续载波信号干扰了无源标签的反射载波信号，降低射频识别灵敏度的不足，提供了一种大大减了阅读器接收到的背景载波信号，灵敏度高，且结构简单、小巧紧凑，使用范围广的射频识别装置，可以广泛应用在超市、仓储、物流，汽车识别等使用射频识别的领域。

Description

高灵敏度的射频识别装置
技术领域
本实用新型涉及采用电磁辐射的读出记录载体的装置，具体涉及高灵敏度的射频识别装置。
背景技术
射频识别(RFID)技术是一种无接触自动识别技术，其基本原理是利用射频信号及其空间耦合、传输特性，实现对静止的或移动中的待识别物品的自动机器识别。
射频识别***一般由两个部分组成，即电子标签和阅读器。电子标签与阅读器之间通过耦合元件实现射频信号的空间(无接触)耦合，在耦合通道内，根据时序关系，实现能量的传递、数据的交换。电子标签又称为射频标签、应答器、数据载体，电子标签附着在待识别的物品上，是射频识别***真正的数据载体。阅读器又称为读出装置，阅读器可以是读/写或只读装置，用于当附着有电子标签的待识别物品通过其读出范围内时，自动以无接触的方式将电子标签中的约定识别信息取出，从而实现自动识别物品或自动收集物品标识信息的功能。一般情况下，电子标签由标签天线和标签专用芯片组成。依据电子标签供电方式的不同，可以分为有源标签(Active tag)和无源标签(Passive tag)两种，有源标签内装有电池，无源标签没有内装电池。无源标签依靠标签天线接收到的电波的能量来给标签提供能量。
阅读器到无源标签的通信相对简单，如图1所示，无源标签接收阅读器从发射天线发出的载波信号给自身供给能量的同时从中提取通信的信息。从无源标签到阅读器的通信就比较复杂，如图2所示，要使无源标签工作，阅读器需要不停止发射连续载波信号，否则无源标签没有能量维持工作。无源标签通过控制无源标签天线形成反射载波信号强弱来达到向阅读器传播信息的目地，无源标签反射载波信号能量是小的，而阅读器能接收到的无源标签的反射载波信号就更微弱，同时反射载波信号与阅读器发射的连续载波完全同频，阅读器需要从很强的背景载波中提取相对非常微弱的无源标签的反射载波信号，降低射频识别的灵敏度。特别在单天线***中，由于环形器的隔离度不理想，发射天线的不同程度的失配，因此发射天线泄漏的载波信号强度就更大，更是大大降低射频识别的灵敏度。
在2006年07月19日公开的名称为“强化射频识别信号接收的装置”的CN200510003797.1专利文献中，就公开了一种强化射频识别信号的装置，但是这种现有技术通过增加阅读器的接收天线数量，增大阅读器的接收天线面积来提高射频识别灵敏度，存在着体积大、结构复杂，受环境局限，同时将背景信号和有用信号放大的不足。
发明内容
本实用新型克服了现有技术的不足，提供提高灵敏度的射频识别的装置。
为解决上述的技术问题，本实用新型采用以下技术方案：
一种高灵敏度的射频识别装置，包含阅读器，发射天线，接收天线，无源标签，阅读器与发射天线相连，发射出连续载波信号，无源标签反射的反射载波被接收天线收到，接收天线与阅读器发射相连，并送入阅读器；阅读器经过耦合器后一路与发射天线相连，另外一路依次串联衰减器、移相器后与接收天线经过合路器合并后再连入阅读器。
更进一步的技术方案是衰减器是电调衰减器，移相器是电调移相器，电调移相器和合路器之间，还串联了电控开关。
更进一步的技术方案是电调衰减器、电调移相器、电控开关由阅读器的主控CPU进行控制。
更进一步的技术方案是电调衰减器是PIN二极管衰减器。
更进一步的技术方案是电调移相器是变容二极管移相器、环形器移相器或三分贝电桥移相器的任意一种。
更进一步的技术方案是电控开关是PIN二极管开关。
更进一步的技术方案是电控开关是SKYWORKS公司的AS193-73LF或MACOM公司的MASWSS0181任意一种。
更进一步的技术方案是合路器是MACOM公司的MAPDCC0001或ANAREN公司的PD0810J5050S2任意一种。
更进一步的技术方案是采用环形器，将所述的发射天线与接收天线合并。
更进一步的技术方案是环形器是MACOM公司的MAFRIN0497。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是大大减了阅读器接收到的背景载波信号，射频识别装置的灵敏度高，且结构简单、小巧紧凑，使用范围广。
附图说明
图1为阅读器到无源标签的通信的结构示意图。
图2为现有技术中无源标签到阅读器的通信的结构示意图。
图3为本实用新型的无源标签到阅读器的通信的结构示意图。
图4为本实用新型实施例1的示意图。
图5为本实用新型实施例2的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步阐述。
实施例1
如附图4所示，一种高灵敏度的射频识别装置，包含阅读器，发射天线，接收天线，无源标签，阅读器通过耦合器与发射天线相连，发射出连续载波信号，无源标签反射的反射载波被接收天线收到，接收天线与合路器相连；阅读器经过耦合器后一路与发射天线相连，另外一路依次串联PIN二极管衰减器、变容二极管移相器、SKYWORKS公司的AS193-73LF电控开关后与接收天线通过MACOM公司的MAPDCC0001合路器合并后再连入阅读器。
本实施例的基本原理是从阅读器发射的载波信号，经过耦合器处理、PIN二极管衰减器、变容二极管移相器、SKYWORKS公司的AS193-73LF电控开关后之后，得到一个与接收天线接收到的载波信号幅度相同，但相位相反的一个信号，用这个信号去抵消接收天线的载波信号。接收到的背景载波信号就大大减弱了，标签反射的信号就容易检测了。在每次阅读前，先断开电控开关，检测接收天线接收到的载波幅度和相位。在接收标签信号时，接通电控开关，控制电调衰减器和电调移相器，产生适当对消信号以抵消接收到的载波。
实施例2
如附图5所示，一种高灵敏度的射频识别装置，使用环形器，发射天线与接收天线合并为一个收发一体化天线。环形器是MACOM公司的MAFRIN0497。耦合器与环形器的发射端口相连，天线与环形器的天线端口相连，环形器的接收端口与合路器相连。天线发射出连续载波信号，无源标签反射的反射载波被天线收到。阅读器经过耦合器后一路与环形器相连，另外一路依次串联PIN二极管衰减器、三分贝电桥移相器、MACOM公司的MASWSS0181电控开关后与环形器通过ANAREN公司的PD0810J5050S2合路器与环形器收到的电磁波合并后再连入阅读器。
本实施例的基本原理是从阅读器发射的载波信号，经过耦合器处理、PIN二极管衰减器、三分贝电桥移相器、MACOM公司的MASWSS0181电控开关后之后，得到一个与环形器收到的载波信号幅度相同，但相位相反的一个信号，用这个信号去抵消环形器接收的载波信号。接收到的背景载波信号就大大减弱了，标签反射的信号就容易检测了。

Claims (10)

1、一种高灵敏度的射频识别装置，包含阅读器，发射天线，接收天线，无源标签，阅读器与发射天线相连，发射出连续载波信号，无源标签反射的反射载波被接收天线收到，接收天线与阅读器发射相连，并送入阅读器；其特征在于阅读器经过耦合器后一路与发射天线相连，另外一路依次串联衰减器、移相器后与接收天线经过合路器合并后再连入阅读器。
2、根据权利要求1所述的高灵敏度的射频识别装置，其特征在于所述的衰减器是电调衰减器，移相器是电调移相器，电调移相器和合路器之间，还串联了电控开关。
3、根据权利要求2所述的高灵敏度的射频识别装置，其特征在于所述的电调衰减器、电调移相器、电控开关由阅读器的主控CPU进行控制。
4、根据权利要求3所述的高灵敏度的射频识别装置，其特征在于所述的电调衰减器是PIN二极管衰减器。
5、根据权利要求3所述的高灵敏度的射频识别装置，其特征在于所述的电调移相器是变容二极管移相器、环形器移相器或三分贝电桥移相器的任意一种。
6、根据权利要求3所述的高灵敏度的射频识别装置，其特征在于所述的电控开关是PIN二极管开关。
7、根据权利要求3所述的高灵敏度的射频识别装置，其特征在于所述的电控开关是SKYWORKS公司的AS193-73LF或MACOM公司的MASWSS0181任意一种。
8、根据权利要求3所述的高灵敏度的射频识别装置，其特征在于所述合路器是MACOM公司的MAPDCC0001或ANAREN公司的PD0810J5050S2任意一种。
9、根据权利要求1至权利要求8任一权利要求所述的高灵敏度的射频识别装置，其特征在于采用环形器，将所述的发射天线与接收天线合并。
10、根据权利要求9要求所述的高灵敏度的射频识别装置，其特征在于所述环形器是MACOM公司的MAFRIN0497。
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