专利名称：射频识别装置的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及射频识别(RFID)装置，尤其涉及可提供射频识别读 取器与射频识别标签功能的射频识别装置。
背景技术：
射频识别是一种可用于许多物体、装置或信息识别目的的技术。射
频识别标签或标志广泛用来将识别码附加在物体上。例如射频识别 标签已经运用在盘点管理、建筑物门禁管制以及车内安全锁。储存在 射频识别标签上的信息可识别具有独特识别号码的物品，或要进入有 保安建筑物的人。射频识别标签也保存并传输充足的信息，以便对个 人、外包装、盘点等等做唯一识别。在射频识别系统内，为了从一射
频识别标签撷取信息，射频识别读取器会运用射频(RF)数据传输技术 将一激励信号(Excitation signal)传送至该射频识别标签。该激励信号将 射频识别标签激活，接着会将储存于射频识别标签的信息传输或反馈 给射频识别读取器。然后射频识别读取器接收并将射频识别标签的信 息解码。
射频识别读取器和射频识别标签可包含独立电路以及彼此独立的 功能，亦即射频识别读取器无法当成射频识别标签，反之亦然。更进 一步地，传统射频识别装置可在例如13.56兆赫兹(MHz)或上下的高频 (HF)之上操作，或在860至960 MHz范围之内的超高频(UHF)之上操 作。不过，在全领域通信日渐盛行的情况下，可能需要应用具有可在 高频和超高频频带以上运作的射频识别装置并且可能需要拥有在某些 应用当中包含射频识别读取器以及射频识别标签功能的射频识别装 置。
发明内容
本发明的一实施例提供一种射频识别装置，包含配置成接收与发射射频识别信号的第一天线，该第一天线配置成在第一频率上发射与接
收射频识别信号；配置成提供通信数据的控制器；耦合于控制器与第
一天线的第一混频器，该第一混频器配置成使用具有第一频率的第一
信号来调制来自控制器的数据；以及耦合于该控制器与该第一天线的 第二混频器，该第二混频器配置成使用具有第一频率的第二信号来解 调从该第一天线接收的射频识别信号。
本发明的另一实施例提供一种射频识别装置，包含可接收与发射射 频识别信号的第一天线，该第一天线配置成在第一频率上发射与接收 射频识别信号；可发射该射频识别信号的第二天线，该第二天线配置 成发射第二频率上的射频识别信号，第一频率与第二频率彼此不同； 配置成提供控制信号的控制器；以及耦合于该控制器并配置成根据该 控制信号产生至少具有第一频率的第一信号或具有该第二频率的第二 信号之一的合成器。
本发明的另一实施例提供一种射频识别装置，包含可接收与发射射 频识别信号的第一天线，该第一天线配置成在第一频率上发射与接收 射频识别信号；可接收射频识别信号的第二天线，该第二天线配置成 发射与接收第二频率上的射频识别信号，第一频率与第二频率彼此不 同；配置成提供控制信号的控制器；耦合于该控制器并配置成根据控 制信号产生具有第一频率的第一信号的合成器；以及耦合于该控制器 并配置成根据控制信号产生具有第二频率的第二信号的收发器。
本发明的某些实施例也提供一种数据通信的方法，该方法包含识别 用于数据通信的第一频率；产生具有第一频率的第一信号以及具有该 第一频率的第二信号；侦测是否已接收一传入信号，在以具有第一频 率的第二信号为基础的频率之下将该传入信号进行降频 (Down-coiwerting)转换；以及使用具有第一频率的第一信号来调制数 据。
本发明的其他实施例提供一种数据通信的方法，该方法包含识别用 于数据通信的第一频率与第二频率；通过第一天线发射具有第一频率 的第一信号以触发第一射频识别装置；以及通过第二天线发射具有该 第二频率的第二信号来触发第二射频识别装置，其中第一射频识别装 置与第二射频识别装置之一包含一电源供应模块。本发明的其他实施例也提供一种数据通信的方法，该方法包含识别 用于数据通信的第一频率与第二频率，该第一频率与该第二频率不同； 在混频器上使用具有第一频率的第一信号来调制数据；在收发器上使 用具有第二频率的第二信号来调制数据；通过第一天线发射与接收具 有第一频率的第一调制信号；以及通过第二天线发射与接收具有第二 频率的第二调制信号。
应该了解的是，上文的概要说明以及下文的详细说明都仅供作例示 与解释，其并未限制本文所主张的发明。
当结合附图阅览时，即可更佳了解本发明前述的摘要以及上文详细 说明。为达到本发明的说明目的，各图式里所绘为当前较佳的各具体 实施例。但是应了解本发明并不限于所绘的精确排列方式及设备装置。
在各图式中
图1A为依据本发明的一实施例的射频识别装置的方块图1B为依据本发明的该实施例的数据通信方法的流程图2A为依据本发明的另一实施例的射频识别装置的方块图2B为依据本发明的该实施例的数据通信方法的流程图3A仍旧为依据本发明的其他实施例的射频识别装置的方块图3B为依据本发明的该实施例的数据通信方法的流程图；以及
图4为依据本发明的其他实施例的射频识别装置的方块图。
实施方式
现将详细参照于本发明具体实施例，其实施例图解于附图中。尽可 能的，所有图式中用相同元件符号代表相同或类似的部件。
图1A为依据本发明的一实施例的射频识别装置10的方块图。请参 阅图1A，射频识别装置10可包含控制器11、开关12、可支持射频识 别读取器功能的读取器部分(未标示)以及可支持射频识别标签功能的 标签部分(未标示)。该读取器部分可进一步包含合成器13、功率分配 器14、第一混频器15以及第一放大器，如功率放大器(PA) 16。标签部 分可进一步包含第二放大器，如低噪声放大器(LNA) 17、第二混频器18以及基频模块19。射频识别装置10可进一步包含循环器28以及第 一天线21 。循环器28提供例如大约20至30 dB的隔离效果，以避免 读取器部分提供的外送信号进入标签部分，并且避免第一天线21上接 收的传入信号进入读取器部分。
关于该读取器操作方面，例如微处理器的控制器11可提供第一控 制信号给合成器13，并且提供第二控制信号给开关12来开启或关闭开 关12。在响应该第一控制信号方面，合成器13可产生具有第一频率的 信号。在一实施例中，该第一频率大约是915.4 MHz，属于超高频频带。 目前市面上可获得的被动式射频识别标签可设计成接收与发射频率为 915.4 MHz或附近的信号，而主动式射频识别标签可设计成接收频率为 433 MHz或附近的信号，并且发射频率为915.4 MHz或附近的信号。 一般而言，被动式射频识别标签可以是接收来自对应射频识别读取器 能量的标签，而主动式射频识别标签包含一电源模块，像是一电池， 来产生所需的能量。第一频率可用于触发对应的该射频识别标签。更 进一步，915.4 MHz频率可因此促进目前市面上可获得的被动式射频识 别标签的用途。
然后来自合成器13的信号在例如不改变第一频率的情况下，于功 率分配器14上将功率分成一半。功率分配器14可提供具有第一分配 功率以及第一频率的第一信号给第一混频器15，以及提供具有第二分 配功率以及第一频率的第二信号给第二混频器18。在读取器操作期间， 可开启开关12来启用第一信号的数据调制，例如数据可从控制器11 通过开关12传送至第一混频器15。根据来自功率产生模块(未显示)的 第一电平v+或第二电平v-，调制可包含但不受限于振幅键控(ASK)或 相位键控(PSK)调制。来自第一混频器15的已调制的信号可提供给第 一放大器16做功率放大，然后通过循环器28传送至第一天线21进行 传输。
关于标签操作方面，可在第一天线21上接收已调制的输入信号， 并通过循环器28传送至低噪声放大器17。控制器11可关闭开关12， 以响应在第一天线21上侦测到的输入信号。根据来自功率分配器14 的第一频率，具有第二频率的输入信号可在低噪声放大器17上放大， 并且以第二混频器18上的频率进行降频转换。在一实施例中，第二频率实质上可等于第一频率。也就是在第一频率大约是读取器操作期间
所使用的915.4 MHz的情况下，第二频率也大约为915.4 MHz。然后降 频的信号可从第二混频器18提供给基频模块19进行解调。基频模块 19可包含内含放大器、暂存器以及比较器的电路。然后解调的信号可 传送至控制器11进行后续处理。
图1B为依据本发明该实施例的数据通信方法的流程图。请参阅图 1B，另请参阅图1A，在步骤101中，可识别用于数据通信的第一频率。 在步骤102中，可产生具有第一频率的第一信号以及具有第一频率的 第二信号。接下来在步骤103中，可侦测是否在第一天线21上接收该 输入信号。如果不是，诸如指令这些数据可在步骤104中用第一信号 调制，然后在歩骤105中，在第一天线21上传输已调制的信号。如果 是，输入信号可在歩骤106中使用具有第一频率的第二信号降频，然 后降频的信号可在步骤107中解调。
图2A为依据本发明的另一实施例的射频识别装置20的方块图。请 参阅图2A，除了加入例如第二功率放大器(PA) 26和第二天线22之外， 射频识别装置20类似于图1A内说明的射频识别装置10。关于该读取 器操作方面，合成器13除了产生具有第一频率的信号以外，还产生具 有第三频率的其他信号。与第一频率不同的第三频率可用于触发主动 式射频识别标签。在一实施例中，第一频率大约是915.4 MHz，并且第 三频率可大约是457.7 MHz，即该第一频率的一半，这可帮助设计分频 器电路(未显示)。在其他实施例当中，第一频率大约是915.4MHz，并 且第三频率可大约是433 MHz，这有助于运用目前市面上可获得的该 主动式射频识别标签。具有该第三频率的信号可在第二功率放大器26 上放大，然后通过第二天线22发射。
关于标签操作方面，来自被动式射频识别标签或主动式射频识别标 签的输入信号可包含第二频率。在一实施例中，被动式射频识别标签 可配置成接收与发射频率为915.4 MHz或附近的信号，而主动式射频 识别标签可配置成接收频率为433 MHz或附近的信号，并且发射频率 为915.4 MHz或附近的信号。
图2B为依据本发明的该实施例的数据通信方法的流程图。请参阅 图2B，另请参阅图2A，在步骤201中，可识别用于数据通信的第一频率与第三频率。在步骤202中，可产生具有该第一频率的第一信号、 具有第一频率的第二信号以及产生具有第三频率的第三信号。在一实 施例中，第一信号与第三信号分别用于触发被动式射频识别标签与主
动式射频识别标签。接下来在步骤203中，可侦测是否在第一天线21 上接收该传入信号。如果是，输入信号可在步骤204中使用具有第一 频率的第二信号降频，然后降频的信号可在步骤205中解调。如果不 是，则在步骤206中可决定是否触发该射频识别标签，诸如主动式射 频识别标签。如果是，在步骤207中，通过第二天线22发射第三信号 来触发该射频识别标签。如果不是，诸如指令这些数据可在步骤208 中用第一信号调制，然后在步骤209中，在第一天线21上传输已调制 的信号来触发例如被动式射频识别标签。
图3A仍旧为依据本发明的其他实施例的射频识别装置30的方块 图。请参阅图3A，除了加入例如收发器31、第三功率放大器(PA) 36 和第三天线23之外，射频识别装置30类似于图1A内说明的射频识别 装置10。关于读取器操作方面，控制器11传送第一控制信号至收发器 31以及合成器13，来启用至少收发器31或合成器13之一。更进一步 地，开关U可开启来启用在收发器31上使用来自控制器11的数据调 制。该调制可包含但不受限于振幅键控或相位键控调变。在一实施例 中，收发器31可提供具有第四频率例如大约13.56 MHz的己调制信号。 然后已调制的信号通过第三天线23发射。
关于标签操作方面，可在第一天线21上接收具有第一频率的第一 输入信号，并通过循环器28、低噪声放大器17、第二混频器18以及 基频模块19传送至控制器11。在一实施例中，该第一频率包含UHF 成份。更进一步，具有第二频率的第二输入信号可在第三天线23上接 收，并传送至收发器31进行解调。然后可将数字信号的己解调信号传 送至控制器11进行后续处理，例如解码。在一实施例中，该第三频率 包含13.56 MHz频率成份。
图3B为依据本发明的该实施例的数据通信方法的流程图。请参阅 图3B，另请参阅图3A，在步骤301中，可识别用于数据通信的第一 频率与第四频率。在步骤302中，可产生具有第一频率的第一信号、 具有第一频率的第二信号以及产生具有第四频率的第四信号。接下来在步骤303中，可侦测是否在第一天线21上接收该输入信号。如果是， 则该输入信号可在步骤304中使用具有第一频率的第二信号降频，然 后降频的信号可在步骤305中解调。如果不是，在步骤306中，可侦 测是否在第二天线22上接收该输入信号。如果是，在步骤307中，可 解调输入信号然后解码。如果不是，在步骤308中，可决定信号是否 已经在第一天线21上发射。如果是，在步骤309中，诸如指令这些数 据可用具有第一频率的第一信号调制，然后通过第一天线21发射已调 制信号。如果不是，在步骤310中，可决定信号是否已经在第二天线 22上发射。如果是，在步骤311中，诸如指令这些数据可用具有第四 频率的第四信号调制，然后通过第二天线22发射已调制信号。如果不 是，则重复步骤303。
图4为依据本发明的其他实施例的射频识别装置40的方块图。请 参阅图4，射频识别装置40类似于图2A内说明的射频识别装置20以 及图3A内说明的射频识别装置30的组合。在本发明的一实施例中， 射频识别装置40可通过第一天线21发射与接收具有第一频率的信号。 该第一频率可包含UHF频带上的一频率，例如915.4 MHz。更进一步， 射频识别装置40可通过第二天线22发射具有第二频率的信号，来触 发主动式射频识别标签。第二频率可包含UHF频带上的一频率，例如 433 MHz。再者，射频识别装置40可通过第三天线23发射与接收具有 第三频率的信号。该第三频率可包含13.56 MHz。操作射频识别装置 40的方法可类似于图2A和3A内说明的方法，所以不再讨论。
在说明本发明的代表性具体实施例时，本说明书可将本发明的方法 及/或制造方法表示为一特定的歩骤次序；不过，由于该方法或制造方 法的范围并不为本文所提出的特定的步骤次序，故该方法或制造方法 不应受限于所述的特定步骤次序。本领域技术人员当会了解其它步骤 次序也是可行的。所以，不应将本说明书所提出的特定步骤次序视为 对权利要求的限制。此外，亦不应将有关本发明的方法及/或制造方法 的权利要求仅限制在以书面所述的步骤次序的实施，本领域技术人员 易于了解，所述次序也可加以改变，并且仍涵盖于本发明的精神与范 畴之内。
本领域技术人员应了解可对上述各项具体实施例进行变化，而不致背离其广义的发明性概念。因此，应了解本发明并不限于本公开的特 定具体实施例，而为涵盖归属如后附各权利要求所定义的本发明精神 及范围内的修饰。
权利要求
1.一种射频识别装置，包含配置成接收与发射射频识别信号的第一天线，该第一天线配置成在第一频率上发射与接收射频识别信号；配置成提供通信数据的控制器；耦合于控制器与第一天线的第一混频器，该第一混频器配置成使用具有第一频率的第一信号来调制来自控制器的数据；以及耦合于控制器与第一天线的第二混频器，该第二混频器配置成使用具有第一频率的第二信号来解调从该第一天线接收的射频识别信号。
2. 根据权利要求1所述的装置，进一步包含耦合于控制器并配置 成产生具有第一频率的信号的合成器。
3. 根据权利要求2所述的装置，进一步包含功率分配器，该功率 分配器耦合于合成器并配置成根据来自合成器的信号，产生具有第一 频率的第一信号以及具有第二频率的第二信号。
4. 根据权利要求1所述的装置，进一歩包含耦合于该控制器与该 第一天线之间的开关，其中控制器在第一天线发射信号的期间开启开 关，并且在第一天线接收信号期间关闭开关。
5. 根据权利要求1所述的装置， 频率的信号的第二天线。
6. 根据权利要求5所述的装置， 中之一位于超高频率频带内。
7. 根据权利要求6所述的装置， 兹，第二频率大约为433兆赫兹。进一步包含配置成发射具有第二 其中第一频率与第二频率至少其 其中第一频率大约为915.4兆赫
8. 根据权利要求1所述的装置，进一步包含收发器，该收发器耦 合于控制器并配置成使用具有第二频率的第三信号来调制数据。
9. 根据权利要求8所述的装置，进一步包含第三天线，该第三天线耦合于收发器并配置成发射与接收具有第三频率的信号。
10. 根据权利要求9所述的装置，其中第三频率大约是13.56兆 赫兹。
11. 一种射频识别装置，包含可接收与发射射频识别信号的第一天线，该第一天线配置成在第 一频率上发射与接收射频识别信号；可发射射频识别信号的第二天线，该第二天线配置成发射第二频率上的射频识别信号，第一频率与第二频率彼此不同； 配置成提供控制信号的控制器；以及耦合于控制器并配置成根据控制信号产生至少具有第一频率的第 一信号或具有第二频率的第二信号之一的合成器。
12. 根据权利要求11所述的装置，进一步包含耦合于该控制器 的开关，其中该控制器在第一天线发射信号期间开启开关，并且在第 一天线接收信号期间关闭开关。
13. 根据权利要求11所述的装置，进一步包含第一混频器，其 与该控制器耦合并配置成根据该第一频率调变来自该控制器的数据。
14. 根据权利要求11所述的装置，进一步包含耦合于控制器并 配置成根据第一频率将第一天线接收的射频识别信号解调的第二混频 器。
15. 根据权利要求11所述的装置，进一步包含位于第一天线与 合成器之间的循环器。
16. 根据权利要求11所述的装置，进一步包含耦合于控制器并 配置成以第三频率调制来自控制器的数据的收发器。
17. 根据权利要求16所述的装置，进一步包含耦合于该收发器并配置成发射与接收具有第三频率的信号的第三天线。
18. —种射频识别装置，其包含可接收与发射射频识别信号的第一天线，该第一天线配置成在第一频率上发射与接收该射频识别信号；可接收与发射射频识别信号的第二天线，该第二天线配置成发射 与接收第二频率上的射频识别信号，第一频率与第二频率彼此不同；配置成提供控制信号的控制器；与控制器耦合并配置成根据控制信号产生具有第一频率的第一信 号的合成器；以及与控制器耦合并配置成根据控制信号产生具有第二频率的第二信 号的收发器。
19. 根据权利要求18所述的装置，进一步包含耦合于该控制器 的开关，其中控制器提供通过该开关至收发器的通信数据。
20. 根据权利要求19所述的装置，其中收发器使用具有第二频 率的第二信号调制来自控制器的数据。
21. 根据权利要求18所述的装置，进一歩包含耦合于控制器的 第一混频器，其中控制器提供通过该开关通信至该第一混频器的数据。
22. 根据权利要求21所述的装置，其中第一混频器使用具有第 一频率的第一信号调制来自控制器的数据。
23. 根据权利要求18所述的装置，进一步包含耦合于控制器并 配置成根据第一频率将第一天线接收的射频识别信号解调的第二混频 器。
24. 根据权利要求18所述的装置，进一步包含可接收与发射射 频识别信号的第三天线，其中该第三天线配置成用第三频率发射射频 识别信号，该第三频率与第一频率和第二频率不同。
25. 根据权利要求24所述的装置，其中合成器配置成根据控制 信号产生至少具有第一频率的第一信号或具有第三频率的第三信号之
全文摘要
本发明揭示一种射频识别装置，该射频识别装置包含一配置成接收与发射射频识别信号的第一天线，该第一天线配置成在第一频率上发射与接收该信号；配置成提供通信数据的控制器；耦合于控制器与第一天线的第一混频器，该第一混频器配置成使用具有第一频率的第一信号来调制来自控制器的数据；以及与控制器和第一天线耦合的第二混频器，该第二混频器配置成使用具有第一频率的第二信号解调从第一天线接收的信号。
文档编号G06K7/00GK101299229SQ20071030533
公开日2008年11月5日 申请日期2007年12月25日 优先权日2007年4月30日
发明者张劭彰, 陈亚萍 申请人:财团法人工业技术研究院