[发明专利]检测射频识别标记信号的方法和装置

说明书

本发明涉及一种用于检测射频识别(RFID)信号并将其提供给阅读器的天线阵，具体涉及一种天线阵，用于检测出通过检测容积例如入口或网关的RFID标记的输出信号并将该信号提供给接收机来解调和解码该信号。

用RFID标记或卡来识别一个人或物是众所周知的事情。这种标记受到激励时通常会产生出具有由一个识别码调制的第一频率的磁场，有时产生电场。所述的标记可以是有源标记，亦即这种标记具有一个自备电源；也可以是无源标记(这种情况更普遍)，在阅读器的检测容积(例如门廊或入口)内读出或处理它时需要有外部的激励。对入口型设备而言，通常采用有源型的装置，其中，有一个发射天线用于对该标记发射一个激励频率信号，设置在入口处通常毗邻于接收天线，该接收天线用于接收由被激励的标记所产生的已调制磁场或电磁场，以便识别出该标记，进而识别出附有该标记的用户或物体。

在被读的RFID标记所在的检测容积的水平和垂直尺寸超过单一阅读器的读出范围或检测的几何条件的大区域或大容积中，检测RFID标志时会发生问题。在被读的标记通过入口(检测容积)时未限制在一个特定方位的情况下，例如该标记是由经过该入口的一个人携带的，或是附在一个随机取向定位的物体上例如放在传送器上的包裹或封装物上时，也会发生问题。具体地说，单一阅读器的检测容积在跨度上不是具有足够的场强的所需的容积，不足以使该标记在离开该阅读器表面一定距离的该容积的角落处被读出。

为了谋求解决这个问题，人们已知采用围绕在入口前沿或后沿的入口区周边而定位的、具有单平面环形天线的单一阅读器。然而，单一射频阅读器的检测容积，特别是用于检测磁场的接近型，在跨度上未覆盖具有足够场强的所需的入口容积，不足以使该标记在所有部位都能被读出。再则，环形的几体形状所形成的区域，在该标记的某些取向的情况下，例如平行或垂直于地面时，单一阅读器的场强不足以为该标记充分供能(在有源标记的情况下)，往往产生一个微弱的识别信号。为此，这样的配置结构在从标记提供足够的场强以在单一阅读器的检测范围内进行检测方面还有问题。

为了试图解决这个问题，人们还已知采用多个阅读器的组件，将它们相互放在一个阵列之中、在入口或检测容积的周围，由每个相应的阅读器所检测的模拟信号在一个单一射频检测和解码装置处结合在一起。还已知将这些阅读器设置在同一处，或相互面对地设置在入口的两端处，以改善该标记在检测区的场强。然而，对于RFID信号的检测仍有问题，特别是在两个检测信号是180°反相的时候，这可能是由于天线反向连接造成的，也可能是由于标记相对于天线平面的取向造成的。例如，如果一对天线设置在入口相对的两侧，在标记的表面是平行于两个接收天线线圈而取向时，则标记在两个天线线圈中产生反相信号，而在标记的表面垂直于天线线圈时标记在两个天线线圈中产生同相信号。

据此，现在需要一种改进的天线阵，用以在标记通过一个检测容积期间检测出由该标记所产生的RFID标记信号。这种可以提供改善的信号检测的、由一个单一接收机应用的天线阵对于现有技术会是一种改进。

图1示出根据本发明的配备有一个天线阵中第一天线和第二天线的一个入口形式的检测容积的示意图。

图2示出根据本发明的一个实施例的具有时分复用天线的整体阅读器系统的基本电路方框图。

图3示出图2所示的天线阵的复用器的基本电路方框图。

图4示出在两个天线信号同相对的天线信号和图3所示电路的复用器控制信号和复用器输出信号的定时图。

图5示出在两个天线信号反相时图3所示的本发明实施例中如图4所示的那些信号的定时图。

图6示出图2所示的时分复用器优选实施例的电路方框图。

图7示出在两个天线信号反相时的天线信号和图6所示电路的含有附加反相器控制信号在内的复用器控制信号和复用器输出信号的定时图。

图8示出根据本发明的利用一个开关电路而不用复用器的天线阵另一个实施例的电路原理图。

图9示出根据本发明的一种入口的示意图，它具有两个以上的天线，围绕该入口的周边而设置成为一个阵。

图10示出根据本发明的天线阵的一个数字实施例示意图。