射频识别通信系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及射频识别(RFI D)通信系统。
【背景技术】
[0002]A.Krischke所著2001年第十二版的《Rothammels Antennnbuch (天线卷)》中介绍了天线。在第65-71页讲解了不同形式的天线。天线的目的是将来自发射机的线波(linewave)转换成空中波(airborne wave)或反过来从空中接收空中波并转换成线波，然后传送至接收机。天线是可被设想为传输线的发射区域。它充当线路和空中之间的匹配转换器。人们寻求在发射和接收情况下，采用功率适配形成行进波(travelling wave)。
[0003]在第107-111页讲解了双线线缆，其由平行延伸的双线组成，具有相对于波长的较小间距。双线线缆，或双线缆，也称为平行线缆，通过对称接地形成。在第112页讲解了带状线和微带线。如果无损耗线的终端采用相当于线波阻抗的负载电阻，则进入终端电阻的功率被完全消耗。这种情况是理想的调节。调节系数是纹波的倒数。在调节情况下，调节系数设定值为1，在空载或短路条件下，设定值为O。根据第118，119页，发射高频的电源线趋向于充当天线。在它们周围发射的辐射会产生不良的方向性和损耗。辐射电源线也会引起广播电视接收中断。副作用通常比低辐射损耗更令人不快。来自电源线的无用的辐射一方面取决于电源线的结构，另一方面取决于电源线上的失配度，它随着增加的纹波而增加。双线线缆对称接地，两根独立的导体具有相同的横截面和相同的接地条件。因此，在两根导体中流通的电流具有相等的幅度，但方向相反。磁场的表现与之类似。如果两根导体在空间上重合，它们会相互抵消，但这在实际中不能实现。由于两根导体之间总是存在物理间距，该抵消是不完全的。双线线缆的辐射损耗直接随着导体间距的平方和工作频率增加。这意味着当频率增加时导体间距应该更小。
[0004]在第145-155页讲解了平衡元件。如果相位旋转180°，同步波彼此抵消且推挽波增强。调谐和宽带平衡元件之间及非转换和转换平衡元件之间存在差分。平衡和转换通常同时执行。
[0005]在美国专利7，298，267 B2中公开了射频识别通信和测试系统。在此情况中，射频源设计为给射频识别应答器提供能量。射频源通过传输线发射连续射频信号。由此分别提供连接到射频识别应答器的耦合器和二极管，所述二极管连接到耦合器和接口。所述接口连接到二极管并适合通过耦合器调制射频源的射频能量。通过射频源与通过耦合器调制射频能量的接口的分离，形成具有多个耦合器的简单布局，使高速并行测试大量射频识别应答器成为可能。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供射频识别通信系统，特别是尽量改进其易受干扰性。
[0007]通过具有独立权利要求1所述特征的系统实现该目的。有益的修改是从属权利要求的主题且被包含在说明书中。
[0008]相应地，提供一种射频识别通信系统。该系统具有发射无线信号的天线装置。此夕卜，该系统具有连接到天线装置的电路。
[0009]作为近场天线的天线装置具有双带状线，包括第一带状线和平行于第一带状线形成的第二带状线。
[0010]天线装置具有终端。终端用作降低双带状线的反射。
[0011]天线装置具有衰减共模信号的平衡元件。
[0012]平衡元件连接到第一连接点，具体是连接到双带状线的第一端；平衡元件的终端连接到第二连接点，具体连接到双带状线的第二反向端。
[0013]电路连接到平衡元件，以对称发射无线信号至双带状线。
[0014]申请人的研究已经表明，通过射频识别通信系统的具体实现，如用图中的示例实现，获得对干扰的高耐受度。虽然天线装置仅为有限的效率5%，不过申请人的测量表明，在近场5%的效率就足够读取射频识别应答器。采用目前常用的灵敏度，射频识别应答器的读取范围可达30厘米(大约一个波长)。
[0015]示范尺寸:采用1mW功率，通过馈线传送到天线(传导功率)，采用至1cm距离大约-12dBm的灵敏度可能读写射频识别(RFI D)标签(可编程的，电子产品代码EPC)。
[0016]由于第一带状线与第二带状线之间的间距和对称操作，在近场得到高的磁场分量。同时，由于对称操作，在远场电场相互抵消，以致在远场功率显著下降。通过平衡元件和双带状线的终端获得进一步的优点，即，带有显著的平面波前的远端干扰源的干扰场(例如更远的射频识别通信系统)入射至天线装置，并且显著地产生共模信号，该共模信号被匹配到终端的平衡元件消除或很明显地衰减。
[0017]根据一个有益的实施例，双带状线具有线波阻抗，其沿着双带状线的至少一个纵向区域为恒定。其也被确定为纵向均匀。在此情况下，可能提供多个彼此相隔λ/4的区域用于发射无线信号。有利地，各用于发射无线信号的纵向区域沿着各纵向区域具有恒定的线波阻抗。例如，在双带状线的主要长度上的线波阻抗是恒定的。而且，双带状线在其端部不能有平行连接区域。线波阻抗的恒定性由制造精度限定，而不是由设计特征限定，诸如:线厚度、线宽或带状线之间距离的变化。例如，在电路板工艺的制造公差达到30%是可能的。
[0018]天线装置优选具有挠性载体。双带状线优选地由载体上的导电轨道形成。在一个优选实施例中，接地导体轨道可以形成于载体的背面(耦合的微带线)。在另一个优选实施例中，接地导体轨道形成于同一平面中(共面的)。在又一个实施例中，不提供接地区域。
[0019]根据一个有益的改进，天线装置的双带状线以弯曲方式设置。如，双带状线区域以彼此相隔一定角度(如，90° )形成。有利地，双带状线在主要纵向截面上是弯曲的。优选地，一个区域主要被弯曲的双带状线包围。近场形成于该表面内，以便在此区域内建立与射频识别应答器的通信连接。
[0020]在另一个改进中，天线装置具有多个主要以欧姆制的终端电阻。如，终端电阻由SMD元件构成，具有低寄生电容和电感。
[0021]根据一个有益的实施例，电路具有用于接收由射频识别应答器所发射信号的接收电路。这能读取应答器存储器的信息。
[0022]在另一个实施例中，电路具有调制无线信号的调制器。为此，调制信号包括用于通信和发射到射频识别应答器的信息。
[0023]一个有益的改进中，平衡元件被配置成具有转换器。所述转换器也被指定为平衡-不平衡转换器(balun)。而且，转换器优选地设计用于所要发射信号的变换。
[0024]双带状线的第一带状线和第二带状线优选地彼此间隔至少半毫米。天线增益/范围取决于第一带状线和第二带状线之间的间距。
[0025]在一个优选的实施例中，在电路和平衡元件之间插入馈线用于从电路输出到平衡元件以传输无线信号。馈线优选地为屏蔽线缆，如同轴线缆。
[0026]电路优选具有调制电路，用于已调制的无线信号输出至平衡元件。调制信号包括，例如用于与射频识别应答器通信的信息。
[0027]先前描述的改进变化在单独和组合时均特别有益。为此，所有改进变化可彼此组合。几种可能的组合在图中所示的实施例中被描述。然而，这些可能的那里图示说明的改进变化的组合不是限制性的。
[0028]附图简要说明
[0029]本发明下面参考附图通过实施例进行更详细的说明，图中:
[0030]图1示出了射频识别通信系统一个实施例的原理图，
[0031]图2示出了射频识别通信系统另一个实施例的原理图，
[0032]图3示出了射频识别通信系统的天线装置的原理图，
[0033]图4示出了射频识别通信系统的设于支架中的天线装置的原理图，
[0034]图5示出了射频识别通信系统又一个实施例的原理图。
[0035]实施例的详细描述
[0036]图1示出射频识别通信系统的第一个实施例。该系统包括天线装置100和电路200。天线装置100通过线缆210，如同轴线缆210，连接到电路200。电路200也可被指定为读取器并利于通过天线装置100与射频识别应答器进行射频识别通信。
[0037]天线装置100用作发射无线信号RFrx。电路200具有连接点211，线缆210以及天线装置100连接到连接点211。天线装置100形成为近场天线，用于与射频识别应答器在某一距离进行射频识别通信，该距离取决于发射功率，如10cm。根据图1的本实施例的天线装置100具有双带状线110，双带状线110具有第一带状线111和在长度Lz上平行于第一带状线的第二带状线112。第一带状线111和第二带状线112以间距4彼此隔开，如半厘米。天线装置100的范围取决于第一带状线111和第二带状线112之间的间距双带状线110具有沿着双带状线110的长度匕方向恒定的线波阻抗。这也被指定为纵向均匀的。双带状线110作为如侧边耦合双带状线形成。在连接区域，第一带状线111和第二带状线112 连接到连接点 113，114，115，116。
[0038]天线装置100具有用于降低在双带状线110上反射的终端120。在根据图1的实施例中，终端通过终端电阻Rl形成，显著地以低寄生电感和低寄生电容终止双带状线110。
[0039]此外，天线装置100包括平衡元件130。电路200连接到平衡元件130，用于无线信号对称发射到双带状线110。平衡元件130用作衰减共模信号RFfo在图1中由两个同相信号分量示出。共模信号RFs由例如源于干扰源400的高频干扰信号Hfdis产生。在此情况下，干扰源400远离天线装置100而在远场。干扰源400的无线干扰信号Hfdis作为主要平面波前到达天线装置100，当它们入射到双带状线110时，在带状线111和112产生共模信号RFp平衡元件130抑制共模信号并降低所谓的读取器-读取器冲突或其他无线源的干扰信号。
[0040]通过输出到双带状线110的差分信号，利用平衡元件130，产生推挽(push-pull)操作，各带状线111，112产生一个场，在近场产生具有高磁场分量的电磁场。另一方面，由于远场的推挽操作，第一带状线111的第一电场和第二带状线112的叠加的第二电场彼此抵消。因此，如果干扰源400是射频识别应答器，由于由天线装置100在推挽操作时产生的低远场，该“干扰源应答器”未激活。
[0041]在根据图1的实施例中，平衡元件130直接连接到在双带状线110第一端上的第一连接点113，114。如，平衡元件130是转换器(平衡-不平衡转换器)，连接到(如焊接)连接点113，114.。平衡元件130可同时用作电容性的和/或电感性的和/或电阻性的超高频(UHF)转换器，用于射频信号变换。在另一个实施例中，平衡元件130设计为有源的，其中平衡元件130优选地具有差分输出的放大器，其发射差分信号至双带状线110。如，放大器固定于天线装置100的载体上，如直接焊接在双带状线110的连接点113，114。