[发明专利]一种双矩形框三维通道装置

说明书

技术领域

本发明涉及射频识别（RFID, Radio Frequency Identification）技术领域，具体地说是一种能够实现标签三维读取、漏读率低、天线间无耦合、布线简单的双矩形框三维通道装置。

背景技术

在现有射频识别技术领域，射频识别系统一般包括射频天线、用于控制射频信号发射及接收的读写模块，以及固定在待识别物品上的射频标签，使用时射频天线输出射频信号，对射频标签进行读取，射频标签上携带的信息再经射频天线反馈至读写模块内的信号接收电路，对接收到的信息进行处理后，即可完成对射频标签以及其所表示的物体的ID识别。在该系统中，射频天线是整个射频识别系统的重要组成部分，其完成射频识别系统中磁场的发射和接收。当将射频识别技术应用于三维通道装置时，需要将射频天线做成天线框的形式，多个框形天线组成天线阵列，天线阵列完成对标签的三维读取。

现有的三维通道装置通常采用两个或三个天线框重叠互补的形式，各天线依次轮询工作，相邻两框形天线可以相互弥补对方盲区，从而实现了标签的三维读取。但现有的三维通道装置存在以下问题：第一，天线切换电路与匹配器电路采用一体式设计，都在匹配板上，并且信号传输采用交直流分开的形式，即射频信号和控制信号分别通过射频线号线和控制信号线传送，匹配器较为复杂，匹配板连接线材较多，不利于生产及维护；第二，所有天线匹配电路均在一个电路板中，导致天线相互影响，耦合问题严重，读取性能下降，不利于稳定读取标签；第三，采用三个天线框形式的三维通道，与采用两个天线框形式的三维通道相比，由于三个天线轮询工作，天线轮询时间一定，所以每个天线读取的时间减少，当多个标签同时通过通道装置时，由于时间较短，可能存在漏读现象。

发明内容

本发明针对现有技术存在的缺点和不足，提出一种能够实现标签三维读取、漏读率低、天线间无耦合、布线简单的双矩形框三维通道装置。

本发明可以通过以下措施达到：

一种双矩形框三维通道装置，设有射频读写器、功率分配器、天线切换模块、匹配器以及射频天线，其特征在于射频读写器的射频信号输出端与功率分配器相连接，射频读写器的控制信号输出端分别与两个天线切换模块的控制端相连接，功率分配器的两路射频信号输出端分别与天线切换模块的射频信号输入端相连接，每个天线切换模块的输出端分别与两个匹配器相连接，每个匹配器均与一个射频天线相连接。

本发明中与同一个天线切换模块相连接的两个射频天线被固定在同一通道支架上，两个射频天线线圈均绕制为矩形，且上下固定，两个射频天线线圈部分重叠，重叠部分的面积占每个射频天线线圈总面积的1/5-1/3，优选为1/4，将四个射频天线分别固定在两个通道支架上，即可对两个通道支架之间的区域进行监测。

本发明中所述射频读写器中设有微控芯片、与微控芯片相连接的射频发射电路、与微控芯片相连接的射频接收电路以及与微控芯片相连接的切换控制电路；

所述功率分配器中设有功率分配电路以及与功率分配电路输出端相连接的相位切换电路，其中功率分配电路为将输入的射频信号按1:1功率比分为两路的功率分配电路，功率分配电路的射频信号输入端设有主线圈，射频信号输出端设有用于与主线圈耦合的两个匝数相同的次级线圈，相位切换电路用于将输入的射频信号的相位改变180°；

所述天线切换模块中设有控制驱动电路以及与控制驱动电路相连接的交直流输出电路；

所述匹配器中设有交直流处理电路、与交直流处理电路输出端相连接的阻抗匹配电路、与阻抗匹配电路的输出端相连接的高频开关电路；

其中射频读写器的射频发射电路的输出端与功率分配器中的功率分配电路的输入端相连接，切换控制电路的输出端分别与相位切换电路、天线切换模块相连接，射频接收电路与功率分配器射频信号反馈端相连接。