射頻信號讀寫切換電路及射頻讀寫器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及射頻控制技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種特別適用于對多通道射頻信號進(jìn)行讀取的射頻信號讀寫切換電路及射頻讀寫器。
【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。而在密集架體的應(yīng)用中，例如讀取檔案盒的密集架與讀取圖書的智能書架中，天線的數(shù)量很多，支持多個(gè)天線的多通道讀寫器應(yīng)運(yùn)而生。現(xiàn)有的多路切換方法，是用繼電器進(jìn)行控制該路的通斷，控制射頻信號的導(dǎo)通與關(guān)斷，繼電器的封裝與體積都比PIN 二極管大，造成PCB板面積很大，使成本增加，另外由于繼電器的開通與關(guān)斷瞬間產(chǎn)生的下降或上升沿中，混有大量的高頻諧波，對設(shè)備造成很大的電磁干擾，另外繼電器本身就是電磁設(shè)備，會對進(jìn)過的高頻信號產(chǎn)生干擾，導(dǎo)致讀取性能降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)和不足，提出了一種特別適用于對多通道射頻信號進(jìn)行讀取的射頻信號讀寫切換電路及射頻讀寫器。
[0004]本實(shí)用新型可以通過以下措施達(dá)到:
[0005]一種射頻信號讀寫切換電路，其特征在于設(shè)有直流偏置電路、PIN開關(guān)電路、高頻信號通路，其中直流偏置電路與PIN開關(guān)電路的輸入端相連接，PIN開關(guān)電路的輸出端與高頻信號通路的輸入端相連接。
[0006]本實(shí)用新型中還設(shè)有與PIN開關(guān)電路相連接的PIN并聯(lián)電路。
[0007]本實(shí)用新型所述PIN開關(guān)電路設(shè)有電感L1、L2，電阻R1，電容Cl，C2，二極管D1，其中直流偏置電路與電感L1、電阻Rl串聯(lián)后接入二極管Dl的正極，高頻信號輸入端與電容Cl串聯(lián)后接入二極管Dl的正極，二極管Dl的負(fù)極與C2串聯(lián)后接入高頻信號輸出端，電感L2串聯(lián)在二極管Dl的負(fù)極與接地端之間。
[0008]本實(shí)用新型還設(shè)有與直流偏置電路相連接的指示燈電路。
[0009]本實(shí)用新型還提出了一種射頻讀寫器，設(shè)有控制芯片(MCU)、射頻接收電路、射頻調(diào)制電路、射頻發(fā)射電路、射頻天線陣列以及射頻切換電路，其特征在于射頻切換電路采用如上所述電路結(jié)構(gòu)。
[0010]本實(shí)用新型所述射頻天線陣列設(shè)有N個(gè)射頻天線，N ^ 2，對應(yīng)的設(shè)有N路射頻切換電路，每路射頻切換電路負(fù)責(zé)一個(gè)射頻天線中射頻信號的發(fā)送和接收。
[0011]本實(shí)用新型中控制芯片(MCU)分別與射頻接收電路、射頻調(diào)制電路、射頻切換電路相連接，射頻調(diào)制電路的輸出端與射頻發(fā)射電路相連接，射頻發(fā)射電路和射頻接收電路分別經(jīng)射頻切換電路與射頻天線陣列相連接。
[0012]本實(shí)用新型中還設(shè)有與控制芯片(MCU)相連接的通信電路，使射頻讀寫器能夠經(jīng)通信電路與上位機(jī)相連接。
[0013]本實(shí)用新型在使用時(shí)，讀寫器上電自檢，蜂鳴器鳴叫一聲，自檢完成，上電后電源指示燈常亮。讀寫器默認(rèn)設(shè)置為被動檢測模式。被動檢測模式等待上位機(jī)發(fā)鍵標(biāo)簽指令，讀寫器通過通信電路與上位機(jī)相連接，上位機(jī)發(fā)送檢標(biāo)簽指令。指令也包括讀寫器哪路應(yīng)該切換導(dǎo)通的控制信號，讀寫器中的MCU接收到上位機(jī)傳來的命令，并進(jìn)行解析。解析完成后，MCU通過控制電路控制多路讀寫器哪路應(yīng)該導(dǎo)通、控制開磁場，產(chǎn)生調(diào)制之后的射頻信號，射頻信號經(jīng)過放大電路進(jìn)行功率放大之后，經(jīng)過匹配濾波電路，進(jìn)行阻抗匹配，使輸出阻抗匹配到50歐姆；射頻切換電路在控制信號的作用下，已經(jīng)選通一路，該路的PIN 二極管在直流偏置的作用下正向偏置，射頻信號可以從該路的高頻通路到達(dá)連接到該射頻端口的天線上，而沒有選通的那些端口，PIN 二極管反向偏置，射頻信號不能通過；射頻信號通過天線向空間輻射電磁場，出與磁場中的標(biāo)簽受到磁場的耦合信號，產(chǎn)生電量，并將自身的標(biāo)簽信息也通過磁場耦合返回到天線上，使天線捕捉到標(biāo)簽信息；攜帶標(biāo)簽信息的射頻信號，原路經(jīng)過射頻切換電路中被選中導(dǎo)通的高頻通路，到達(dá)射頻接收電路；射頻接收電路對攜帶標(biāo)簽信息的射頻信號進(jìn)行解調(diào)、濾波、放大、比較等電路，得到標(biāo)簽信息；標(biāo)簽信息傳送到讀寫器MCU，讀寫器通過通信電路把標(biāo)簽信息傳送給上位機(jī)，上位機(jī)得到標(biāo)簽信息后即顯示出來。
[0014]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過采用小功率元器件完成多路射頻信號的切換，具有結(jié)構(gòu)合理、成本低、操作簡便等顯著的優(yōu)點(diǎn)。
[0015]【附圖說明】:
[0016]附圖1是本實(shí)用新型中射頻切換電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]附圖2是本實(shí)用新型中射頻切換電路的一種實(shí)施方式示意圖。
[0018]附圖3是本實(shí)用新型中射頻讀寫器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]附圖標(biāo)記:直流偏置電路1、PIN開關(guān)電路2、尚頻彳目號通路3、PIN并聯(lián)電路4、指示燈電路5、控制芯片6(MCU)、射頻接收電路7、射頻調(diào)制電路8、射頻發(fā)射電路9、射頻切換電路10、射頻天線11。
[0020]【具體實(shí)施方式】:
[0021]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。
[0022]如附圖1所示，本實(shí)用新型提出了一種射頻信號讀寫切換電路，其特征在于設(shè)有直流偏置電路1、PIN開關(guān)電路2、高頻信號通路3，其中直流偏置電路I與PIN開關(guān)電路2的輸入端相連接，PIN開關(guān)電路2的輸出端與高頻信號通路3的輸入端相連接。
[0023]本實(shí)用新型中還設(shè)有與PIN開關(guān)電路2相連接的PIN并聯(lián)電路4。
[0024]如附圖2所示，本實(shí)用新型所述PIN開關(guān)電路2設(shè)有電感L1、L2，電阻R1，電容Cl，C2，二極管D1，其中直流偏置電路與電感L1、電阻Rl串聯(lián)后接入二極管Dl的正極，高頻信號輸入端與電容Cl串聯(lián)后接入二極管Dl的正極，二極管Dl的負(fù)極與C2串聯(lián)后接入高頻信號輸出端，電感L2串聯(lián)在二極管Dl的負(fù)極與接地端之間。
[0025]本實(shí)用新型還設(shè)有與直流偏置電路I相連接的指示燈電路5。
[0026]本實(shí)用新型還提出了一種射頻讀寫器，設(shè)有控制芯片6 (MCU)、射頻接收電路7、射頻調(diào)制電路8、射頻發(fā)射電路9、射頻天線陣列以及射頻切換電路10，其特征在于射頻切換電路10采用如上所述電路結(jié)構(gòu)。
[0027]本實(shí)用新型所述射頻天線陣列設(shè)有N個(gè)射頻天線11，N多2，對應(yīng)的設(shè)有N路射頻切換電路10，每路射頻切換電路10負(fù)責(zé)一個(gè)射頻天線11中射頻信號的發(fā)送和接收。
[0028]本實(shí)用新型中控制芯片6 (MCU)分別與射頻接收電路7、射頻調(diào)制電路8、射頻切換電路10相連接，射頻調(diào)制電路的輸出端與射頻發(fā)射電路相連接，射頻發(fā)射電路和射頻接收電路分別經(jīng)射頻切換電路與射頻天線陣列相連接。
[0029]本實(shí)用新型中還設(shè)有與控制芯片(MCU)相連接的通信電路，使射頻讀寫器能夠經(jīng)通信電路與上位機(jī)相連接。
[0030]本實(shí)用新型在使用時(shí)，讀寫器上電自檢，蜂鳴器鳴叫一聲，自檢完成，上電后電源指示燈常亮。讀寫器默認(rèn)設(shè)置為被動檢測模式。被動檢測模式等待上位機(jī)發(fā)鍵標(biāo)簽指令，讀寫器通過通信電路與上位機(jī)相連接，上位機(jī)發(fā)送檢標(biāo)簽指令。指令也包括讀寫器哪路應(yīng)該切換導(dǎo)通的控制信號，讀寫器中的MCU接收到上位機(jī)傳來的命令，并進(jìn)行解析。解析完成后，MCU通過控制電路控制多路讀寫器哪路應(yīng)該導(dǎo)通、控制開磁場，產(chǎn)生調(diào)制之后的射頻信號，射頻信號經(jīng)過放大電路進(jìn)行功率放大之后，經(jīng)過匹配濾波電路，進(jìn)行阻抗匹配，使輸出阻抗匹配到50歐姆；射頻切換電路在控制信號的作用下，已經(jīng)選通一路，該路的PIN 二極管在直流偏置的作用下正向偏置，射頻信號可以從該路的高頻通路到達(dá)連接到該射頻端口的天線上，而沒有選通的那些端口，PIN 二極管反向偏置，射頻信號不能通過；射頻信號通過天線向空間輻射電磁場，出與磁場中的標(biāo)簽受到磁場的耦合信號，產(chǎn)生電量，并將自身的標(biāo)簽信息也通過磁場耦合返回到天線上，使天線捕捉到標(biāo)簽信息；攜帶標(biāo)簽信息的射頻信號，原路經(jīng)過射頻切換電路中被選中導(dǎo)通的高頻通路，到達(dá)射頻接收電路；射頻接收電路對攜帶標(biāo)簽信息的射頻信號進(jìn)行解調(diào)、濾波、放大、比較等電路，得到標(biāo)簽信息；標(biāo)簽信息傳送到讀寫器MCU，讀寫器通過通信電路把標(biāo)簽信息傳送給上位機(jī)，上位機(jī)得到標(biāo)簽信息后即顯示出來。
[0031]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過采用小功率元器件完成多路射頻信號的切換，具有結(jié)構(gòu)合理、成本低、操作簡便等顯著的優(yōu)點(diǎn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種射頻信號讀寫切換電路，其特征在于設(shè)有直流偏置電路、PIN開關(guān)電路、高頻信號通路，其中直流偏置電路與PIN開關(guān)電路的輸入端相連接，PIN開關(guān)電路的輸出端與高頻信號通路的輸入端相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種射頻信號讀寫切換電路，其特征在于還設(shè)有與PIN開關(guān)電路相連接的PIN并聯(lián)電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種射頻信號讀寫切換電路，其特征在于所述PIN開關(guān)電路設(shè)有電感L1、L2，電阻R1，電容Cl，C2，二極管D1，其中直流偏置電路與電感L1、電阻Rl串聯(lián)后接入二極管Dl的正極，高頻信號輸入端與電容Cl串聯(lián)后接入二極管Dl的正極，二極管Dl的負(fù)極與C2串聯(lián)后接入高頻信號輸出端，電感L2串聯(lián)在二極管Dl的負(fù)極與接地端之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種射頻信號讀寫切換電路，其特征在于還設(shè)有與直流偏置電路相連接的指示燈電路。
5.一種射頻讀寫器，設(shè)有控制芯片、射頻接收電路、射頻調(diào)制電路、射頻發(fā)射電路、射頻天線陣列以及射頻切換電路，其特征在于射頻切換電路采用如權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的射頻信號讀寫切換電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種射頻讀寫器，其特征在于所述射頻天線陣列設(shè)有N個(gè)射頻天線，N ^ 2，對應(yīng)的設(shè)有N路射頻切換電路，每路射頻切換電路負(fù)責(zé)一個(gè)射頻天線中射頻信號的發(fā)送和接收。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種射頻讀寫器，其特征在于控制芯片分別與射頻接收電路、射頻調(diào)制電路、射頻切換電路相連接，射頻調(diào)制電路的輸出端與射頻發(fā)射電路相連接，射頻發(fā)射電路和射頻接收電路分別經(jīng)射頻切換電路與射頻天線陣列相連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種射頻讀寫器，其特征在于還設(shè)有與控制芯片相連接的通?目電路。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及射頻控制技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種特別適用于對多通道射頻信號進(jìn)行讀取的射頻信號讀寫切換電路及射頻讀寫器，其特征在于設(shè)有直流偏置電路、PIN開關(guān)電路、高頻信號通路，其中直流偏置電路與PIN開關(guān)電路的輸入端相連接，PIN開關(guān)電路的輸出端與高頻信號通路的輸入端相連接，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過采用小功率元器件完成多路射頻信號的切換，具有結(jié)構(gòu)合理、成本低、操作簡便等顯著的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】G06K17-00
【公開號】CN204288254
【申請?zhí)枴緾N201420855255
【發(fā)明人】李淑超, 任永濤, 孫杰林, 李顯科, 郭辰明, 庫勝亮
【申請人】威海北洋電氣集團(tuán)股份有限公司
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月30日