专利名称：射频信号接收装置及其应用的定位系统的制作方法
技术领域：
本发明有关于射频信号接收装置，特别是一种可针对特定接收角度接收射频信号的射频信号接收装置，及应用射频信号接收装置的定位系统。
背景技术：
科技日新月异，射频识别系统(RFID)成为近年来逐渐广泛使用的无线电波传输信号技术，射频识别系统的前端基本架构为由接收端(Reader)与射频标签(RFID Tag)组成的无线电波传输网络。实时定位系统(RTLS，real time locating system)为射频识别系统(RFID)主要应用领域之一。实时定位系统是通过多个射频信号接收装置，接收单一射频标签发出的射频信号后，判断射频标签与各射频信号接收装置之间的距离，再以前述距离的交集判断射频标签的位置。前述的距离是通过射频信号的强度衰减，判断射频标签与各射频信号接收装置之间的距离。由于无线电波本身的特性，容易受到环境干扰，因此受限于地形与接触面的材料性质，一般射频识别系统接收器很难精准地判断射频标签与射频信号接收装置之间的距离，导致影响定位系统准确度。由于射频标签与射频信号接收装置之间的距离精准度相对较低，因此若加入射频标签相对于射频信号接收装置的方位角作为判断参数，可提升定位系统的准确度。但是射频信号会依接触面的材料性质产生反射、折射或吸收等效果，因此要直接通过射频信号接收装置所接收的射频信号，判断射频标签相对于射频信号接收装置的方位角，实际上并不可行。公知技术如中国台湾新型专利M267550号提出于定位系统中的射频信号接收装置使用指向性天线(Directional antenna)，提高特定角度的信号接收能力，从而判断射频标签与射频信号接收装置之间的方位角。iG67550号新型专利提出多个天线电感的固定排列，使每个天线电感所产生的磁场方向固定，仅能在限定的感测范围内检测信号。但多个天线电感的设置，使得射频信号接收装置的构造相对地变得复杂。中国台湾发明专利公开TW200823770号公开及美国专利公开US20090322490号公开则不采用指向性天线，而是朝向多个方向发出触发信号，判断哪一个触发信号可以致使射频标签响应而发出射频信号。但TW200823770及US2009032M90仅限于对无源射频标签(Passive-Type RFID Tag)进行定位，对于不需要被触发信号所触发的有源射频标签 (Active-Type RFID Tag)就不适用。此外，M267550、TW200823770 及 US20090322490 应用于定位时，仍需要通过射频信号的强度衰减，来判断射频标签与各射频信号接收装置之间的距离。此一距离的判断耗费运算处理所需的硬件资源，且此一距离的判断仍然有精准度较低的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种结构简单，且能增加方位识别成功率的射频信号接收装置。为了达成上述目的，本发明提出一种射频信号接收装置，用于接收一射频信号。射频信号接收装置包括一电磁波吸收壳体及一接收组件。电磁波吸收壳体以电磁波吸收材料制成，且电磁波吸收壳体具有容置空间及至少一连通容置空间的缺口。接收组件设置于容置空间中，经由缺口接收射频信号，从而通过缺口定义接收组件的接收角度。本发明通过电磁波吸收壳体的缺口决定接收组件的接收角度，使得射频信号接收装置以相对简单的结构，就能达成指向性的电波接收特性，从而判断发出射频信号的信号源与射频信号接收装置的相对方向。有鉴于公知技术的定位系统中，距离的判断耗费运算处理所需的硬件资源，且此一距离的判断亦有精准度较低的问题。本发明提出一种定位系统，可提升定位精准度且所耗费的硬件资源低。为了达成上述目的，本发明提出一种定位系统，用于决定一信号源所位于的一可能位置区块。定位系统包括多个射频信号接收装置及一后端服务器。射频信号接收装置分别具有一接收角度，且每一射频信号接收装置于信号源位于对应的接收角度内发射该射频信号时，各射频信号接收装置可接收射频信号。后端服务器电连接于各射频信号接收装置， 依据各射频信号接收装置是否接收射频信号而决定该信号源所在的可能位置区块。后端服务器是通过多个接收角度的交集，判断信号源的可能位置区块。后端服务器不需要评估射频信号的衰减或计算射频信号接收装置与信号源之间的相对距离。因此， 本发明的定位系统大幅降低进行定位所需要的硬件资源消耗，而减轻后端服务器的负载， 同时也避免了距离精确度低的问题。
为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式
作详细说明，其中图IA为本发明第一实施例的立体图。图IB为本发明第一实施例的平面示意图。图2A为本发明第一实施例的立体图。图2B为本发明第一实施例的平面示意图。图3A为本发明第一实施例的立体图。图;3B为本发明第二实施例的平面示意图。图4A为本发明第三实施例的立体图。图4B为本发明第四实施例的平面示意图。图5为本发明第五实施例的平面示意图。图6为本发明第六实施例的平面示意图。
具体实施例方式如图IA及图IB所示，为本发明第一实施例所描述的射频信号接收装置100，用于接收一信号源210所发出的射频信号120。射频信号接收装置100包括一电磁波吸收壳体 110及至少一接收组件130。信号源210可为一无源射频标签(Passive-Type RFID Tag)或一有源射频标签(Active-Type RFID Tag)，于第一实施例中是以有源射频标签作为信号源 210。如图IA及图IB所示，电磁波吸收壳体110为一中空的多边型柱体，例如一三角柱，并且具有顶面111及底面112。其中，电磁波吸收壳体110包括多个侧面113，连接于顶面111及底面112。电磁波吸收壳体110更具有容置空间115及至少一连通容置空间115的缺口 114。 容置空间115是由顶面111、底面112及多个侧面113所定义形成。缺口 114设置于多个侧面113的其中一面。电磁波吸收壳体110为电磁波吸收材料所制成，电磁波吸收材料是在高频的电磁波环境下具有损失的电性或磁性的电磁波吸收材料。电磁波吸收材料致使电磁波(例如该射频信号120)入射至电磁波吸收壳体110时有效地被吸收损耗。所以可大幅减少电磁波穿透电磁波吸收壳体110或被电磁波吸收壳体110反射的情况。于第一实施例中，电磁波吸收壳体110仅具一缺口 114。但是本技术领域的技术人员可以通过说明书的说明，视需求调整缺口 114的数量、位置及形状。前述电磁波吸收材料可以是金属软磁性材料或是陶瓷软磁性材料及介电陶瓷材料等粉体，个别或混合而成。除了单一特性的电磁或磁性电磁波吸收材料外，更应依据射频信号120的频率的差异，使用复合式吸收材料，以增加电磁波吸收材料可以吸收的电磁波频率范围。如图IB所示，接收组件130设置于电磁波吸收壳体110的容置空间115中。如前所述，射频信号120入射至电磁波吸收壳体110时有效地被吸收损耗。所以可以大幅减少射频信号120穿透电磁波吸收壳体110或被电磁波吸收壳体110反射的情况。因此能有效限制接收组件130只能经由缺口 114接收到射频信号120。通过缺口 114所往外沿伸的方向，可定义出为接收组件130所能接收射频信号120的可接收角度131。本发明通过电磁波吸收壳体110有效限制接收组件130经由缺口 114接收射频信号120。因此可通过吸收组件130所收到射频信号120是否达到一预设强度，判断信号源 210是否位于接收角度131内，借以对信号源210定位。如图2A及图2B所示，为本发明第二实施例所揭露的射频信号接收装置100，用于接收信号源210所发出的接收射频信号120。第二实施例的特征在于电磁波吸收壳体110 的形态。第二实施例的电磁波吸收壳体110为一中空的六面体，其俯视型态如一矩形。缺口 114可位于电磁波吸收壳体110的任一平面。于本实施例中，电磁波吸收壳体110具有二缺口 114。接收组件130设置于电磁波吸收壳体110的容置空间115中，二缺口 114分别位于电磁波吸收壳体110的相对称两侧面。通过此二缺口 114定义出接收组件130的接收角度131是朝向相反方向延伸。如图3A及图:3B所示，为本发明第三实施例。第三实施例的特征在于电磁波吸收壳体110的形态。第三实施例的电磁波吸收壳体110为一中空的圆柱体。多个缺口 114位于圆柱体的外周面。本实施例中，缺口 114为三个，并呈相间隔的设置，分别位于圆柱体的外周面。通过缺口 114定义出接收组件130的三个接收角度131。如图4A及图4B所示，为本发明第四实施例所描述的射频信号接收装置100，用于接收信号源210所发出的接收射频信号120。第四实施例的特征在于电磁波吸收壳体110 的形态，且具有多个接收组件130。第四实施例的电磁波吸收壳体110具有顶面111、底面112及多个电磁波吸收隔离板116。其中，介于顶面111与底面112的容置空间115通过电磁波吸收隔离板116分隔为多个独立的子空间。每一子空间内设置单一接收组件130。在电磁波吸收壳体110上对应每一子空间而形成单一缺口 114。因此，每一子空间内的相异接收组件130分别对应的不同缺口 114。射频信号接收装置100则可由不同接收组件130对应相异的缺口 114，以及各缺口 114所往外沿伸的方向，从而定义各接收组件130的接收角度。此外，射频信号接收装置100进一步可由哪一接收组件130接收到射频信号120而对射频信号120的所属信号源 210进行定位。如图5所示，为本发明第五实施例所描述的射频信号接收装置100。本实施例特征在于射频信号接收装置100包括一马达140，并与电磁波吸收壳体110相互连接。通过马达 140而令电磁波吸收壳体110相对于射频信号接收装置100转动。并造成位于电磁波吸收壳体110上的缺口 114方位的改变。使接收组件130的接收角度131改变，而接收位于不同方位发射源210发出的射频信号120。并通过马达140转动与接收角度131的关系计算并定位发射源210。如图6所示，为本发明第六实施例所描述的定位系统200，用于决定信号源210所位于的一可能位置区块。定位系统200具有多个射频信号接收装置100，分别置于不同的区域，各射频信号接收装置100可为第一至第五实施例所描述的射频信号接收装置100。各射频信号接收装置100分别具有一接收角度，且各射频信号接收装置100于信号源位于对应的接收角度时接收射频信号120。此外，信号源210优选地为有源射频标签，主动地发出射频信号120以被射频信号接收装置100所接收。但本发明的信号源210并不限定于有源射频标签，第一至第六实施例的信号源210更可为无源射频标签，射频信号接收装置100周期地发射一触发信号，通过此触发信号驱动信号源210发出射频信号120。类似第一至第五实施例，第六实施例的各射频信号接收装置100分别具有电磁波吸收壳体110及至少一接收组件130。电磁波吸收壳体110具有容置空间115及连通容置空间115的缺口 114。而接收组件130则位于容置空间115中，并经由电磁波吸收壳体110 的缺口 114接收射频信号120，通过缺口 114定义各射频信号接收装置100的接收角度。所述的电磁波吸收壳体110为电磁波吸收材料所制成。定位系统200更具有一后端服务器220，电连接于各射频信号接收装置100。如图6所示，各射频信号接收装置100通过自身所具有的缺口 114，可定义出其所对应的一或多个接收角度131，接收角度131是记录于后端服务器220。当信号源210于该些射频信号接收装置100之间发射该射频信号120时，信号源 210的位置是落在特定接收角度131，而被特定的一个或多个射频信号接收装置100收到该射频信号120。因此后端服务器220依据各个射频信号接收装置100是否收到信号源210 所发出射频信号120，而决定信号源210的所在方位的接收角度131，并经由所在的接收角度131的交集，判断此交集区域为信号源210的可能位置区块。
本发明的定位系统是通过接收角度131的交集，判断信号源210的可能位置区块， 不涉及射频信号120衰减的评估或射频信号接收装置100与信号源210相对距离的计算。 因此，本发明的定位系统可大幅降低进行定位所需要的硬件资源消耗，而减轻后端服务器 220的负载，同时也避免了距离精确度低的问题。本发明的射频信号接收装置100，利用电磁波吸收壳体不同的形态以及屏蔽，接收来自特定接收角度的射频信号120。并且将其运用于定位系统，通过多组的射频信号接收装置100接收射频信号120，使其提高开放区域的信号对比强度，及增加方位识别成功率。虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。
权利要求
1.一种射频信号接收装置，用于接收一射频信号，包括一电磁波吸收壳体，以电磁波吸收材料所制成，所述电磁波吸收壳体具有一容置空间及至少一连通该容置空间的缺口 ；及至少一接收组件，设置于该容置空间中，经由该缺口接收该射频信号，而通过该缺口定义该接收组件的一接收角度。
2.如权利要求1所述的射频信号接收装置，其特征在于，该电磁波吸收壳体为一中空的多边型柱体，具有一顶面、一底面及连接该顶面及该底面的多个侧面，且该缺口位于多数个侧面的其中一面。
3.如权利要求1所述的射频信号接收装置，其特征在于，该电磁波吸收壳体是一中空的六面体，且该缺口位于该电磁波吸收壳体的任一平面。
4.如权利要求1所述的射频信号接收装置，其特征在于，该电磁波吸收壳体是一中空的圆柱体，该缺口位于该圆柱体的一外周面。
5.如权利要求4所述的射频信号接收装置，其特征在于，该电磁波吸收壳体具有多个缺口，该些缺口位于该圆柱体的外周面并呈相间隔设置。
6.如权利要求1所述的射频信号接收装置，其特征在于，该电磁波吸收壳体具有一顶面、一底面及多个电磁波吸收隔离板，该容置空间介于该顶面与该底面之间并通过该些电磁波吸收隔离板分隔为多个独立的子空间，每一子空间内设置单一接收组件，且在该电磁波吸收壳体上对应每一子空间而形成单一缺口。
7.如权利要求1所述的射频信号接收装置，其特征在于，所述射频信号接收装置包括一马达，该马达带动该电磁波吸收壳体转动。
8.—种定位系统，用以决定一信号源所位于的可能位置区块，且该信号源发出一射频信号，该定位系统包括多个射频信号接收装置，分别具有一接收角度，且各该射频信号接收装置于该信号源位于对应的接收角度时接收该射频信号；及一后端服务器，电连接于各该射频信号接收装置，依据各该射频信号接收装置是否接收该射频信号而决定该信号源的可能位置区块。
9.如权利要求8所述的定位系统，其特征在于，各该射频信号接收装置包括一电磁波吸收壳体及至少一接收组件，该接收组件经由该电磁波吸收壳体的至少一缺口接收该射频信号，并通过该缺口定义该射频信号接收装置的接收角度。
10.如权利要求9所述的定位系统，其特征在于，该电磁波吸收壳体是以电磁波吸收材料制成，该电磁波吸收壳体具有一容置空间，而且该缺口连通该容置空间。
11.根据权利要求9的定位系统，其特征在于，该些射频信号接收装置周期地发射一触发信号，驱动该信号源发出该射频信号。
12.如权利要求8所述的定位系统，其特征在于，该后端服务器依据各该射频信号接收装置是否收到该射频信号，决定该信号源的所在的该接收角度，并决定该些所在的接收角度的交集为该信号源的可能位置区块。
全文摘要
本发明公开一种射频信号接收装置及其应用的定位系统。射频信号接收装置于一电磁波吸收壳体内设置一接收组件。一信号源发出的射频信号只能通过电磁波吸收壳体的一缺口进入电磁波吸收壳体内。因此，接收组件只能经由缺口接收射频信号，而通过缺口定义接收组件的接收角度。因此，通过缺口的设置，射频信号接收装置以相对简单的构造就可以具备指向接收的特性。
文档编号G01S5/02GK102236091SQ20101017749
公开日2011年11月9日 申请日期2010年5月7日 优先权日2010年5月7日
发明者李俊颉 申请人:神基科技股份有限公司