專利名稱：一種rfid閱讀器智能天線系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超高頻/微波(UHF/MF)射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)，特別涉及一種RFID閱讀器智能天線系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
RFID技術(shù)是自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的一種。由RFID技術(shù)形成的RFID系統(tǒng)主要包括閱讀器與標(biāo)簽兩部分。閱讀器向標(biāo)簽發(fā)送無(wú)線信號(hào)，標(biāo)簽將存儲(chǔ)在其內(nèi)芯片數(shù)據(jù)返回給閱讀器，由此達(dá)到自動(dòng)識(shí)別的目的。RFID技術(shù)按頻段劃分可以分為低頻(125KHz)、高頻(13.56MHz)、超高頻(900MHz)和微波(2.45GHz)，按標(biāo)簽工作模式可分為主動(dòng)、被動(dòng)和半主動(dòng)等三種方式。主動(dòng)標(biāo)簽有自己的電源，接收信號(hào)和發(fā)送信號(hào)均由自身電源供電；被動(dòng)標(biāo)簽不含電源，需要閱讀器通過(guò)電磁耦合(所述低頻和高頻RFID)或射頻載波(所述超高頻和微波RFID)對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行供電。本發(fā)明主要針對(duì)的是被動(dòng)式UHF/MF RFID技術(shù)，為敘述方便，下面所使用的RFID均指被動(dòng)式UHF/MF RFID。
由于RFID標(biāo)簽本身沒(méi)有電源，其電能來(lái)自于標(biāo)簽天線上接收的射頻載波，這個(gè)從空中接收的能量非常微弱，必須要超過(guò)RFID標(biāo)簽芯片所需最小能量，才能激發(fā)RFID標(biāo)簽，使之工作。這是使RFID標(biāo)簽的閱讀距離受到限制的主要因素。對(duì)于RFID應(yīng)用而言，閱讀距離是一個(gè)重要的指標(biāo)，要提高該指標(biāo)有兩方法第一種是加大RFID閱讀器天線總發(fā)射功率；第二種是增加RFID閱讀器天線的方向性，在不增加天線總功率的情況下，增加波束范圍內(nèi)的發(fā)射功率。這兩種方法目的都是使目標(biāo)區(qū)域的電磁場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)加強(qiáng)，但這兩種方法都有缺陷第一種方法(提高天線發(fā)射功率)是受到限制的，各國(guó)在制定RFID標(biāo)準(zhǔn)時(shí)都對(duì)天線輻射功率進(jìn)行了限制，不能無(wú)限地加大閱讀器天線的發(fā)射功率；第二種方法(增強(qiáng)閱讀器天線的方向性)雖然提高了波束方向上的發(fā)射功率，但狹窄的波束角犧牲了閱讀器的識(shí)讀范圍，這樣往往不能滿足實(shí)際應(yīng)用的需要。當(dāng)前RFID閱讀器仍采用傳統(tǒng)的圓極化或橢圓極化天線，天線的波束較寬，覆蓋范圍較大，一方面容易造成標(biāo)簽的碰撞，從而使識(shí)讀標(biāo)簽時(shí)間增加；另一方面，在較遠(yuǎn)位置的標(biāo)簽無(wú)法得到足夠的激發(fā)能量，無(wú)法正常工作。
智能天線技術(shù)使用一套固定的天線陣元，是無(wú)線系統(tǒng)的一種新技術(shù)。使用智能天線技術(shù)，發(fā)射波束變窄，能量集中，在離天線較遠(yuǎn)位置的標(biāo)簽仍可以得到激發(fā)；另一方面，可以通過(guò)調(diào)整波束方向，形成較寬的掃描角度，擴(kuò)大閱讀器識(shí)讀范圍。這些天線陣元的信號(hào)通過(guò)合并處理，可以形成可控的波束方向圖，指向期望的方向。若改變合并處理的參數(shù)，則合并波束可以指向不同的方向。這樣就能使天線系統(tǒng)把射頻資源集中在某個(gè)特定方向上，同時(shí)盡量減少噪聲、干擾和其它效應(yīng)對(duì)信號(hào)質(zhì)量的不利影響。當(dāng)前智能天線技術(shù)有兩種實(shí)現(xiàn)方法，一種是采用高速DSP技術(shù)動(dòng)態(tài)計(jì)算合并參數(shù)，可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整波束方向，即自適應(yīng)天線陣技術(shù)；另一種是采用固定波束形成網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)的合并參數(shù)是固定的，因此波束方向只能有若干個(gè)選擇，根據(jù)需要對(duì)波束進(jìn)行切換，即波束切換技術(shù)。第一種方法可以有較大的靈活性和天線陣處理增益，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高；第二種方法雖不如第一種靈活，處理增益也不如第一種高，但其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，易于實(shí)現(xiàn)，目前已有廣泛應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足之處，提供一種用于RFID閱讀器上的智能天線系統(tǒng)。一方面，通過(guò)合并各陣元發(fā)射波束，使指定方向上射頻能量增強(qiáng)，抑止其它方向上的輻射能量；另一方面，通過(guò)調(diào)整合并參數(shù)，控制波束方向，以使波束在一個(gè)扇形區(qū)域掃描，擴(kuò)大閱讀器識(shí)讀讀范圍。
本發(fā)明的目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種RFID閱讀器自適應(yīng)天線系統(tǒng)，包括由多個(gè)天線陣元組成的天線陣、可調(diào)整雙向加權(quán)單元、合并/分饋單元、單刀M擲射頻開關(guān)、A/D下變頻單元、D/A上變頻單元、環(huán)形器、DSP信號(hào)處理器，所述DSP信號(hào)處理器包括解調(diào)/譯碼單元、編碼/調(diào)制單元、標(biāo)簽檢測(cè)單元及選擇控制單元，所述天線陣元與可調(diào)整雙向加權(quán)單元相連，所述可調(diào)整雙向加權(quán)單元依次通過(guò)合并/分饋單元、單刀M擲射頻開關(guān)、環(huán)形器、A/D下變頻單元與DSP信號(hào)處理器相連，所述A/D下變頻單元依次與DSP信號(hào)處理器的解調(diào)/譯碼單元、編碼/調(diào)制單元、標(biāo)簽檢測(cè)單元與DSP信號(hào)處理器的選擇控制單元相連，所述選擇控制單元與單刀M擲射頻開關(guān)相連，所述DSP信號(hào)處理器的編碼/調(diào)制單元通過(guò)D/A上變頻單元與環(huán)形器相連。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種RFID閱讀器自適應(yīng)天線系統(tǒng)處理信號(hào)的方法，其處理信號(hào)步驟如下(1)外部信號(hào)經(jīng)過(guò)編碼/調(diào)制單元、D/A上變頻單元和環(huán)形器送到單刀M擲射頻開關(guān)，單刀M擲射頻開關(guān)選通一個(gè)端口；(2)信號(hào)進(jìn)入某個(gè)合并/分饋單元，再分饋至一組可調(diào)整雙向加權(quán)單元；(3)信號(hào)經(jīng)由與可調(diào)整雙向加權(quán)單元相連的天線陣元發(fā)送到空中，無(wú)線信號(hào)在空中合并成有一定指向的窄波束；(4)在窄波束范圍內(nèi)被激活的RFID標(biāo)簽將信號(hào)反射到天線陣，各陣元的接收信號(hào)經(jīng)可調(diào)整雙向加權(quán)單元和合并/分饋單元后到達(dá)單刀M擲射頻開關(guān)的各端口；(5)RFID標(biāo)簽信號(hào)經(jīng)由選通的單刀M擲射頻開關(guān)端口、環(huán)形器和A/D下變頻后達(dá)到DSP數(shù)字信號(hào)處理器的解調(diào)/譯碼單元，DSP數(shù)字信號(hào)處理器的解調(diào)/譯碼單元對(duì)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和譯碼；(6)譯碼的結(jié)果進(jìn)入DSP數(shù)字信號(hào)處理器的標(biāo)簽檢測(cè)單元，進(jìn)行檢測(cè)，選擇控制單元根據(jù)檢測(cè)結(jié)果控制單刀M擲射頻開關(guān)選擇合適的端口；(7)DSP數(shù)字信號(hào)處理器將譯碼后的RFID數(shù)據(jù)送往后端處理；所述步驟(1)中編碼/調(diào)制單元處理外部數(shù)據(jù)的步驟如下(1)對(duì)要發(fā)射數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼；(2)然后將所述編碼進(jìn)行模擬調(diào)制，生成模擬波形的數(shù)字序列；(3)輸出數(shù)字序列，該序列將送往D/A上變頻單元。
所述步驟(5)中解調(diào)/譯碼單元處理信號(hào)的步驟如下(1)接收來(lái)自A/D下變頻單元的數(shù)字序列；(2)對(duì)數(shù)字序列進(jìn)行解調(diào)和譯碼。
所述步驟(6)標(biāo)簽檢測(cè)單元處理檢測(cè)數(shù)據(jù)有效性，檢測(cè)結(jié)果送往選擇控制單元，另外的譯碼數(shù)據(jù)送往后端處理。
所述步驟(6)選擇控制單元工作處理信號(hào)的步驟如下(1)初始化單刀M擲射頻開關(guān)控制數(shù)據(jù)，控制單刀M擲射頻開關(guān)選擇其中一個(gè)觸點(diǎn)；(2)等待一個(gè)延時(shí)周期，使閱讀器能完成在指定方向上的識(shí)讀工作；(3)根據(jù)所述標(biāo)簽檢測(cè)檢測(cè)結(jié)果決定是否再繼續(xù)等待，若該方向有有效的標(biāo)簽，則進(jìn)入繼續(xù)等待循環(huán)，以便閱讀器能充分識(shí)讀該方向標(biāo)簽，若該方向沒(méi)有有效標(biāo)簽，則選擇另外一個(gè)波束方向，以識(shí)讀另外角度的標(biāo)簽，形成掃描區(qū)域。
本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)結(jié)合了智能天線技術(shù)和RFID技術(shù)，緩解了RFID領(lǐng)域中存在的識(shí)讀范圍和識(shí)讀距離之間的矛盾，既增加了RFID閱讀器識(shí)讀標(biāo)簽的距離，又提高了識(shí)讀標(biāo)簽的速度和精確度。


圖1本發(fā)明的RFID智能天線陣原理圖；圖2本發(fā)明的4天線RFID智能天線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖3本發(fā)明的4×4巴特勒矩陣(Butler Matrix)結(jié)構(gòu)圖；圖4本發(fā)明的4×4巴特勒矩陣陣元相位、波束方向關(guān)系表；圖5本發(fā)明的DSP處理程序流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
如圖1所示，本發(fā)明提供的一種RFID閱讀器智能天線系統(tǒng)，包括由多個(gè)天線陣元組成的天線陣、可調(diào)整雙向加權(quán)單元、合并/分饋單元、單刀M擲射頻開關(guān)、A/D下變頻單元、D/A上變頻單元、環(huán)形器、DSP信號(hào)處理器，所述DSP信號(hào)處理器包括解調(diào)/譯碼單元、編碼/調(diào)制單元、標(biāo)簽檢測(cè)單元及選擇控制單元，所述天線陣元與可調(diào)整雙向加權(quán)單元相連，所述可調(diào)整雙向加權(quán)單元依次通過(guò)合并/分饋單元、單刀M擲射頻開關(guān)、環(huán)形器、A/D下變頻單元與DSP信號(hào)處理器相連，所述A/D下變頻單元依次通貨DSP信號(hào)處理器的解調(diào)/譯碼單元、編碼/調(diào)制單元、標(biāo)簽檢測(cè)單元與DSP信號(hào)處理器的選擇控制單元相連，所述選擇控制單元與單刀M擲射頻開關(guān)相連，所述DSP信號(hào)處理器的編碼/調(diào)制單元通過(guò)D/A上變頻單元與環(huán)形器相連。
如圖2所示，本發(fā)明提供的一種基于4天線RFID智能天線系統(tǒng)，包括天線201、202、203和204、巴特勒矩陣模塊205、單刀射頻4擲開關(guān)206、環(huán)形器207、模擬乘法器208和209、本地振蕩器210、數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(D/A)211、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(A/D)212、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)213。所述天線201、202、203和204分別與巴特勒矩陣模塊205相連；所述巴特勒矩陣模塊205分別與單刀射頻4擲開關(guān)206和數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)213相連；所述單刀射頻4擲開關(guān)206與環(huán)形器207相連；所述環(huán)形器207分別與模擬乘法器208、209相連；所述模擬乘法器208、209分別與本地振蕩器210相連；所述模擬乘法器208與數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(D/A)211相連；所述模擬乘法器209與模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(A/D)212相連；所述數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(D/A)211和模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(A/D)212分別與數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)213相連；所述數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)213與單刀射頻4擲開關(guān)206相連。
上述數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)213，其完成多個(gè)任務(wù)，包括圖1中解調(diào)/譯碼單元中的解調(diào)功能和譯碼功能、編碼/調(diào)制單元中的編碼和調(diào)制功能、標(biāo)簽檢測(cè)單元和選擇控制單元的功能。上述數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(D/A)211完成圖1中DA/上變頻單元的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)的功能。上述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(A/D)212完成圖1中AD/下變頻單元的模擬轉(zhuǎn)換數(shù)字功能。上述模擬乘法器208、209和210完成圖1中AD/下變頻單元和DA/上變頻單元中的上、下變頻功能。上述環(huán)形器207，完成圖1中環(huán)形器功能。上述巴特勒矩陣模塊205完成圖1中合并/分饋單元和可調(diào)整雙向加權(quán)單元的功能、上述單刀4擲射頻開關(guān)206完成圖1中單刀M擲射頻開關(guān)單元的功能。
本發(fā)明的RFID智能天線陣的發(fā)射信號(hào)過(guò)程如下(1)在數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)213中將數(shù)字基帶信號(hào)調(diào)制成模擬基帶信號(hào)的數(shù)字序列，并通過(guò)數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(D/A)211形成模擬基帶信號(hào)；(2)211將模擬基帶信號(hào)送入模擬乘法器208，基帶信號(hào)在模擬乘法器208中和來(lái)自本地振蕩器210的本振信號(hào)相乘，完成上變頻任務(wù)，形成待發(fā)射信號(hào)；(3)模擬乘法器208將待發(fā)射信號(hào)輸入至環(huán)形器207的輸入端(圖1的101端口)；(4)環(huán)形器207將待發(fā)射信號(hào)送至輸出端(圖1的103端口)，并饋入所連接的單刀射頻4擲開關(guān)206的單刀四擲開關(guān)的共同端口；(5)單刀4擲射頻開關(guān)206受數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)213控制選通4個(gè)端口開關(guān)中的一個(gè)，待發(fā)射信號(hào)被饋送至該選通端口(單刀射頻4擲開關(guān)206的4個(gè)開關(guān)端口與巴特勒矩陣模塊205的四個(gè)信號(hào)端口相連，在工作時(shí)，只有一個(gè)端口有效)；(6)待發(fā)射信號(hào)進(jìn)入巴特勒矩陣模塊205，巴特勒矩陣模塊205是巴特勒矩陣(Butler Matrix)，巴特勒矩陣模塊205使輸入信號(hào)經(jīng)不同相位加權(quán)后送至巴特勒矩陣模塊205的天線接口；(7)待發(fā)射信號(hào)被饋入天線，由4個(gè)天線分別發(fā)出有相位差異的信號(hào)；
本發(fā)明的RFID智能天線陣接收射頻信號(hào)過(guò)程如下(1)來(lái)自天線201、202、203和204的射頻信號(hào)被饋送至巴特勒矩陣模塊205，巴特勒矩陣模塊205對(duì)各信號(hào)進(jìn)行加權(quán)，并且對(duì)所述加權(quán)后信號(hào)進(jìn)行合并，合并輸出被送至巴特勒矩陣模塊205的4個(gè)信號(hào)端口，即圖3的305、306、307、308端口，不同端口代表的是不同加權(quán)值合成結(jié)果；(2)單刀4擲射頻開關(guān)206通過(guò)單刀四擲開關(guān)，選通其中一種加權(quán)合成結(jié)果，并將結(jié)果送至環(huán)形器207(圖1的103)；(3)環(huán)形器207將接收信號(hào)送至模擬乘法器209(即從圖1的102端口輸出)；(4)接收信號(hào)在模擬乘法器209中與來(lái)自本地振蕩器210的本振信號(hào)進(jìn)行模擬相乘，完成下變頻，形成模擬基帶信號(hào)；(5)模擬基帶信號(hào)被送入模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(A/D)212，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(A/D)212將模擬基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字序列，并送入數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)213；(6)數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)213對(duì)數(shù)字序列進(jìn)行解調(diào)/譯碼、標(biāo)簽檢測(cè)和控制加權(quán)參數(shù)等任務(wù)。
如圖3所示，本發(fā)明提供的4×4巴特勒矩陣結(jié)構(gòu)，301、302、303和304是所述結(jié)構(gòu)連接天線的天線端口，它們分別與天線陣元309、310、311、312連接。304、305、306和307是所述結(jié)構(gòu)的信號(hào)端口，與圖2中206的四個(gè)開關(guān)端口連接。所述結(jié)構(gòu)可以采用集成電路或電路板蝕刻實(shí)現(xiàn)，本領(lǐng)域工程技術(shù)人員可以參考現(xiàn)有方案。4×4巴特勒矩陣可以形成4個(gè)波束方向，每一個(gè)時(shí)間里，只能有其中一個(gè)方向工作。
如圖4是4×4巴特勒矩陣陣元相位、波束方向關(guān)系表。第一行表示信號(hào)從信號(hào)端口307饋入時(shí)，天線陣元309輸出信號(hào)與307原信號(hào)相位相差-45°，天線陣元310輸出信號(hào)與307原信號(hào)相位相差-180°，天線陣元311輸出信號(hào)與307原信號(hào)相位相差45°，天線陣元312輸出信號(hào)與307原信號(hào)相位相差-90°。各陣元發(fā)射信號(hào)在空中合并，形成合波束，以水平陣列方向?yàn)榛鶞?zhǔn)，合成波束方向?yàn)?38.5°，即當(dāng)所述單刀四擲開關(guān)接通所述信號(hào)端口307時(shí)，發(fā)射波束方向?yàn)?38.5°，接收方向波束也是138.5°。通過(guò)波束形成技術(shù)使得所選擇方向的天線發(fā)射功率最大，同時(shí)天線接收的靈敏度最高。若依次接通所述信號(hào)端口307-＞305-＞308-＞306，或反方向，則可以形成扇形電磁波掃描區(qū)域。
如圖5所示，是本發(fā)明的數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)處理程序流程圖，DSP處理流程分為三個(gè)并行子處理流程，它們是選擇控制單元、解調(diào)/譯碼與標(biāo)簽檢測(cè)/編碼調(diào)制。
編碼調(diào)制部分工作流程(1)對(duì)要發(fā)射數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼；(2)然后將所述編碼進(jìn)行模擬調(diào)制，生成模擬波形的數(shù)字序列；(3)輸出數(shù)字序列，該序列將送往D/A上變頻單元。
解調(diào)/譯碼工作流程(1)接收來(lái)自A/D下變頻單元的數(shù)字序列；(2)對(duì)數(shù)字序列進(jìn)行解調(diào)和譯碼；標(biāo)簽檢測(cè)工作流程檢測(cè)數(shù)據(jù)有效性，檢測(cè)結(jié)果送往選擇控制單元，另外的譯碼數(shù)據(jù)送往后端處理。
選擇控制單元工作流程(1)初始化單刀四擲開關(guān)控制數(shù)據(jù)，控制單刀四擲開關(guān)選擇其中一個(gè)觸點(diǎn)；(2)等待一個(gè)延時(shí)周期，使閱讀器能完成在指定方向上的識(shí)讀工作；(3)根據(jù)所述標(biāo)簽檢測(cè)檢測(cè)結(jié)果決定是否再繼續(xù)等待，若該方向有有效的標(biāo)簽，則進(jìn)入繼續(xù)等待循環(huán)，以便閱讀器能充分識(shí)讀該方向標(biāo)簽，若該方向沒(méi)有有效標(biāo)簽，則選擇另外一個(gè)波束方向，以識(shí)讀另外角度的標(biāo)簽，形成掃描區(qū)域。
上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種RFID閱讀器智能天線系統(tǒng)，其特征在于，包括由多個(gè)天線陣元組成的天線陣、可調(diào)整雙向加權(quán)單元、合并/分饋單元、單刀M擲射頻開關(guān)、A/D下變頻單元、D/A上變頻單元、環(huán)形器、DSP信號(hào)處理器，所述DSP信號(hào)處理器包括解調(diào)/譯碼單元、編碼/調(diào)制單元、標(biāo)簽檢測(cè)單元及選擇控制單元，所述天線陣元與可調(diào)整雙向加權(quán)單元相連，所述可調(diào)整雙向加權(quán)單元依次通過(guò)合并/分饋單元、單刀M擲射頻開關(guān)、環(huán)形器、A/D下變頻單元與DSP信號(hào)處理器相連，所述A/D下變頻單元依次與DSP信號(hào)處理器的解調(diào)/譯碼單元、編碼/調(diào)制單元、標(biāo)簽檢測(cè)單元與DSP信號(hào)處理器的選擇控制單元相連，所述選擇控制單元與單刀M擲射頻開關(guān)相連，所述DSP信號(hào)處理器的編碼/調(diào)制單元通過(guò)D/A上變頻單元與環(huán)形器相連。
2.一種RFID閱讀器自適應(yīng)天線系統(tǒng)處理信號(hào)的方法，其特征在于，其處理信號(hào)步驟如下(1)外部信號(hào)經(jīng)過(guò)編碼/調(diào)制單元、D/A上變頻單元和環(huán)形器送到單刀M擲射頻開關(guān)，單刀M擲射頻開關(guān)選通一個(gè)端口；(2)信號(hào)進(jìn)入某個(gè)合并/分饋單元，再分饋至一組可調(diào)整雙向加權(quán)單元；(3)信號(hào)經(jīng)由與可調(diào)整雙向加權(quán)單元相連的天線陣元發(fā)送到空中，無(wú)線信號(hào)在空中合并成有一定指向的窄波束；(4)在窄波束范圍內(nèi)被激活的RFID標(biāo)簽將信號(hào)反射到天線陣，各陣元的接收信號(hào)經(jīng)可調(diào)整雙向加權(quán)單元和合并/分饋單元后到達(dá)單刀M擲射頻開關(guān)的各端口；(5)RFID標(biāo)簽信號(hào)經(jīng)由選通的單刀M擲射頻開關(guān)端口、環(huán)形器和A/D下變頻后達(dá)到DSP數(shù)字信號(hào)處理器的解調(diào)/譯碼單元，DSP數(shù)字信號(hào)處理器的解調(diào)/譯碼單元對(duì)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和譯碼；(6)譯碼的結(jié)果進(jìn)入DSP數(shù)字信號(hào)處理器的標(biāo)簽檢測(cè)單元，進(jìn)行檢測(cè)，選擇控制單元根據(jù)檢測(cè)結(jié)果控制單刀M擲射頻開關(guān)選擇合適的端口；(7)DSP數(shù)字信號(hào)處理器將譯碼后的RFID數(shù)據(jù)送往后端處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種RFID閱讀器智能天線系統(tǒng)處理信號(hào)的方法，其特征在于，所述步驟(1)中編碼/調(diào)制單元處理外部數(shù)據(jù)的步驟如下(1)對(duì)要發(fā)射數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼；(2)然后將所述編碼進(jìn)行模擬調(diào)制，生成模擬波形的數(shù)字序列；(3)輸出數(shù)字序列，該序列將送往D/A上變頻單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種RFID閱讀器智能天線系統(tǒng)處理信號(hào)的方法，其特征在于，所述步驟(5)中解調(diào)/譯碼單元處理信號(hào)的步驟如下(1)接收來(lái)自A/D下變頻單元的數(shù)字序列；(2)對(duì)數(shù)字序列進(jìn)行解調(diào)和譯碼。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種RFID閱讀器智能天線系統(tǒng)處理信號(hào)的方法，其特征在于，所述步驟(6)標(biāo)簽檢測(cè)單元處理檢測(cè)數(shù)據(jù)有效性，檢測(cè)結(jié)果送往選擇控制單元，另外的譯碼數(shù)據(jù)送往后端處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種RFID閱讀器智能天線系統(tǒng)處理信號(hào)的方法，其特征在于，所述步驟(6)選擇控制單元工作處理信號(hào)的步驟如下(1)初始化單刀M擲射頻開關(guān)控制數(shù)據(jù)，控制單刀M擲射頻開關(guān)選擇其中一個(gè)觸點(diǎn)；(2)等待一個(gè)延時(shí)周期，使閱讀器能完成在指定方向上的識(shí)讀工作；(3)根據(jù)所述標(biāo)簽檢測(cè)檢測(cè)結(jié)果決定是否再繼續(xù)等待，若該方向有有效的標(biāo)簽，則進(jìn)入繼續(xù)等待循環(huán)，以便閱讀器能充分識(shí)讀該方向標(biāo)簽，若該方向沒(méi)有有效標(biāo)簽，則選擇另外一個(gè)波束方向，以識(shí)讀另外角度的標(biāo)簽，形成掃描區(qū)域。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種RFID閱讀器智能天線系統(tǒng)包括由多個(gè)天線陣元組成的天線陣、可調(diào)整雙向加權(quán)單元、合并/分饋單元、單刀M擲射頻開關(guān)、A/D下變頻單元、D/A上變頻單元、環(huán)形器、DSP信號(hào)處理器，所述DSP信號(hào)處理器包括解調(diào)/譯碼單元、編碼/調(diào)制單元、標(biāo)簽檢測(cè)單元及選擇控制單元，本發(fā)明一方面，通過(guò)合并各陣元發(fā)射波束，使指定方向上射頻能量增強(qiáng)，抑止其它方向上的輻射能量；另一方面，通過(guò)調(diào)整合并參數(shù)，控制波束方向，以使波束在一個(gè)扇形區(qū)域掃描，擴(kuò)大閱讀器識(shí)讀范圍。
文檔編號(hào)H01Q21/00GK101038618SQ20061012399
公開日2007年9月19日 申請(qǐng)日期2006年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月1日
發(fā)明者謝勝利, 李波, 鄧毅華, 吳宗澤 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)