专利名称：一种基于自适应天线阵列的超高频便携式读写器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种基于自适应天线阵列的超高频便携式读写器。
背景技术：
目前的超高频读写器国内生产厂家不多，而且严重依赖国外部件以及技术超高频模块 涉及的天线，国内还没有生产厂家能够独立制造，射频模块也都是进口国外的集成模块或芯 片，价格相当昂贵，造成国内超高频读写器价格居高不下，尤其是手持式超高频读写器，价
格在20000元以上。目前市场上较好的手持式超高频读写器的结构是小型圆极化天线加上国 外进口射频模块和arm控制模块的方式，该结构主要技术依赖国外进口，且读写距离不够理 想，或者说是读写距离与功耗没有达到最优比，其主要原因在于没有采用更好的天线和更好 的滤波系统。 发明内容
针对上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种基于自适应天线阵列的超高频便携式 读写器，将智能小型天线阵列引入了超高频读写器，使系统能够感知不同天线覆盖区域的标 签,增大系统覆盖范围，通过提高接收信号信噪比的方法有效提高了距离和功耗的比值。
本实用新型是通过以下技术方案实现的
一种基于自适应天线阵列的超高频便携式读写翠，包括达芬奇芯片，达芬奇芯片外接USB 接口、蓝牙接口、液晶显示器和至少一个AD电路，AD电路上连接有RF电路，RF电路上连接 有天线阵列；
所述天线阵列与RF电路连接，为信号接收和发送的器件，其开关由达芬奇芯片的DSP模 块来控制；通过天线阵列无线电的信号被导向标签的方向，使无线电频谱的利用和信号的传 输更为有效；在达芬奇DSP模块的控制下形成各种不同形状的波束，增强信噪比，提高读写 距离及产品的抗干扰性；
所述RF电路连接天线阵列和AD电路，具有两大功能第一功能为对接收信号进行滤波 放大，将来自天线阵列的信号进行带通滤波并进行移相，移相后的信号通过混频器得到中频 信号，然后将中频信号进行电流放大和运算放大后将所得信号交给AD电路；第二功能是用锁 相环电路和压控振荡电路产生载波信号，并进行调制，然后调制信号通过功率放大器进行放 大后送到环行器，然后送到天线阵列；
所述AD电路连接RF电路和达芬奇芯片，其将所得到的信号进行模块转换以及数字信号
的整形，以便于达芬奇芯片进行处理；
所述达芬奇芯片由两个模块构成DSP模块、ARM模块，DSP模块负责对天线阵列的自适 应控制及信号的编码和解码，ARM模块负责操作系统的运行和外围通信接口的控制。
所述USB接口是miniUSB接口 。
USB接口、蓝牙接口和液晶显示器完成读写器与主机的通信，方便信息的进一步收集和 处理。
所述达芬奇芯片具有以下功能
1. 作为阵列天线的自适应控制器，根据接收到信号的情况对天线阵列进行调节，形成最 优波束。
2. 对输入基带信号进行解码，得到标签信息对输出信号进行编码，并输出。
3. 达芬奇芯片有文件管理系统，所以其可以安装操作系统。根据手持RFID的设计需求， 进行WINDOWS CE操作系统定制移植，并提供触摸屏等输入输出设备，便于人机交互。然后 根据不同的协议要求，开发不同的控制程序，并与DSP共同完成ID卡的读写及防冲突处理， 并对所读取到的卡片信息进行存储和进一步的处理。并且编写基本外围功能模块和底层控制 设备的驱动程序，使其能够提供多种通讯接口。
本实用新型的处理流程为天线阵列接收到微弱的高频带噪声信号，然后将信号传到RF 电路，RF电路对信号进行带通滤波和混频，产生中频信号，然后由RF电路进行放大，然后 送至AD电路；AD电路将接收的信号进行量化和整形，然后将信号发送到达芬奇芯片；达芬 奇芯片将接收到的信号进行如下处理根据接收到的信号对天线阵列进行自适应控制，并且 将接收到的信号进行解码，然后达芬奇芯片将键盘发送过来的指令首先进行编码，然后送到 AD电路；AD电路将接收到的信号进行整形，并增强驱动能力，送到RF电路；RF电路中产 生载波信号并和AD电路中的信号进行调制，产生调制信号，将调制信号送到天线阵列，由 天线阵列将信号发送到需要通信的标签。
本实用新型采用小型智能天线阵列，能够提高读写距离、范围和准确性，使系统能够感 知不同天线覆盖区域的标签，增大系统覆盖范围，有效提高了距离和功耗的比值。本实用新 型还采用了 TI达芬奇数字媒体处理器，对控制基带信号进行编解码和对微弱的接收信号进行 自适应数字信号处理，提高了读写距离，并且植入了操作系统，提供人性化操作界面。本实 用新型显著改善了 RFID天线接收信号的信噪比，提高了读写距离并减少了环境对信号的影 响，具有成本低、效果好等优点。
图1为本实用新型的结构示意图； 图2为达芬奇芯片的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型作进一步的说明
实施例1: 一种基于自适应天线阵列的超高频便携式读写器，包括达芬奇芯片，达芬奇 芯片上设有miniUSB接口、蓝牙接口、液晶显示器和若干AD电路，AD电路上连接有RF电路, RF电路上连接有天线阵列，如图l所示；
天线阵列由市场购买，压控阵列天线。
RF电路由环行器、功率放大器、功分器、中频放大器、低噪声放大器、锁相环电路、压 控振荡电路、运算放大器、混频器、带通滤波器组成。具有两大功能第一功能为对接收信 号进行滤波放大，将来自天线阵列的信号进行带通滤波并进行移相，移相后的信号通过混频 器得到中频信号，然后将中频信号进行电流放大和运算放大后将所得信号交给AD电路第二 功能是用锁相环电路和压控振荡电路产生载波信号，并进行调制，然后调制信号通过功率放 大器进行放大后送到环行器，然后送到天线阵列。
AD电路由模拟比较器、施密特触发器组成，接收从RF电路传来的信号，并将信号进行 采样、量化并整形，然后交给达芬奇芯片进行处理。
达芬奇芯片结构如图2所示，其接收来自AD电路的信号，进行数字自适应滤波并将信号 按照所需协议进行解码，并完成对天线阵列的自适应控制，以便形成最优波束，提高信噪比 和抗干扰性。将提取的信号交给操作系统方便液晶显示以及其他通信端口的传输。将要发送 信号按照所需协议进行编码，发送到AD电路。
miniUSB接口、蓝牙接口和液晶显示器用于接收由操作系统发送的信号，进行液品M示 和其他设备进行通信，便于信息的传输及无线网络的建立。
除以上重要电路模块外，该读写器的稳压电路、看门狗电路等其他常规ili路均为现W常 规技术，在此不予详述。
使用时，天线阵列接收到微弱的高频带噪声信号，然后将信号传到RF电路，RF电路对 信号进行带通滤波和混频，产生中频信号，然后由RF电路进行放大，然后送至AD电路； AD电路将接收的信号进行量化和整形，然后将信号发送到达芬奇芯片；达芬奇芯片将接收 到的信号进行如下处理根据接收到的信号对天线阵列进行自适应控制，并且将接收到的信 号进行解码，然后达芬奇芯片将键盘发送过来的指令首先进行编码，然后送到AD电路；AD 电路将接收到的信号进行整形，并增强驱动能力，送到RF电路；RF电路中产生载波信号并
和AD电路中的信号进行调制，产生调制型号，将调制信号送到天线阵列，由天线阵列将信 号发送到需要通信的标签。
权利要求1. 一种基于自适应天线阵列的超高频便携式读写器，其特征在于包括达芬奇芯片，达芬奇芯片外接USB接口、蓝牙接口、液晶显示器和至少一个AD电路，AD电路上连接有RF电路，RF电路上连接有天线阵列；所述天线阵列与RF电路连接，为信号接收和发送的器件，其开关由达芬奇芯片的DSP模块来控制；所述RF电路连接天线阵列和AD电路，其将来自天线阵列的信号进行处理后传给AD电路，并产生载波信号，进行调制、放大后送到天线阵列；所述AD电路连接RF电路和达芬奇芯片，其将所得到的信号进行模块转换以及数字信号的整形，以便于达芬奇芯片进行处理；所述达芬奇芯片包括两个模块DSP模块、ARM模块，DSP模块负责对天线阵列的自适应控制及信号的编码和解码，ARM模块负责操作系统的运行和外围通信接口的控制。
2. 根据权利要求1所述的一种基于自适应天线阵列的超高频便携式读写器，其特征在于所 述USB接口是miniUSB接口 。
专利摘要本实用新型公开了一种基于自适应天线阵列的超高频便携式读写器，包括达芬奇芯片，达芬奇芯片外接USB接口、蓝牙接口、液晶显示器和至少一个AD电路，AD电路上连接有RF电路，RF电路上连接有天线阵列。本实用新型采用小型智能天线阵列，能够提高读写距离、范围和准确性，使系统能够感知不同天线覆盖区域的标签，增大系统覆盖范围，有效提高了距离和功耗的比值。本实用新型显著改善了RFID天线接收信号的信噪比，提高了读写距离并减少了环境对信号的影响，具有成本低、效果好等优点。
文档编号G06K7/10GK201203874SQ200820022498
公开日2009年3月4日 申请日期2008年5月20日 优先权日2008年5月20日
发明者李言飞, 华 杨, 华 栗, 王洪君, 范海龙 申请人:山东大学