一种用于RFID标签的智能天线系统的制作方法

本发明涉及一种符合iso/iec1443标准协议的标签（tag），特别是用于rfid标签的智能天线系统。

背景技术：

rfid（radiofrequencyidentification，射频识别）通讯系统包括一个读写器（reader）和若干标签（tag）。iso/iec1443是一种近场rfid系统标准协议，该标准的载波工作频率是13.56mhz，通讯距离通常在0-10cm之间，涉及pcd（邻近耦合设备，相当于读写器）与picc（邻近卡，相当于标签）之间的双向通讯。根据信号发送和接收方式的不同定义了typea和typeb两种卡片类型，它们的不同主要在于载波的调制深度及二进制数的编码方式。

type-a类型在pcd向picc传送信号时采用改进的miller编码方式，100%ask调制。在picc向pcd传送信号时采用manchester编码，ook调制。

type-b类型在pcd向picc传送信号时采用改进的nrz编码方式，10%ask调制。在picc向pcd传送信号时采用nrz-l编码，bpsk调制。

符合iso/iec1443标准协议的现有rfid系统，如图1所示，主要包括pcd和picc两部分，其中picc包括天线线圈、微控制器、自动增益放大滤波模块、ask解调电路和解码器等，天线线圈接收pcd发送的信号经自动增益放大滤波模块放大滤波后，ask解调电路进行包络检波解调后进行解码。针对不同的应用场景、通讯距离和pcd设备，天线线圈接收到的信号强度会受空间电磁环境的影响发生场景的改变，单纯一种方向的天线系统无法适应复杂的电磁环境，影响信号的发送和接收。

技术实现要素：

针对上述现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种符合iso/iec1443协议的标签的智能天线系统，能够适应复杂的电磁环境。

为了达到上述技术目的，本发明所采用的技术方案是：

一种用于rfid标签的智能天线系统，所述智能天线系统包括依次相连的接收天线、信号强度提取电路、放大比较电路和开关切换电路，其中，接收天线为磁通量互成一定夹角（夹角等于180度/n，n≥2）的天线阵列，每个接收天线包括电感和电容，电感电容组成谐振频率为13.56mhz的lc接收电路，lc接收电路接收来自读写器的调制信号，并生成信号强度提取电路的输入信号vin1−vinn，vin1-vinn是载波在13.56mhz的调制信号；

信号强度提取电路包括对数放大检波器和低通滤波器，对数放大检波器对接收天线发来的13.56mhz信号vin1−vinn进行对数放大，并进行峰值检波，得到包含调制信息的包络信号vr1-vrn，包络信号vr1-vrn通过低通滤波器后，得到与输入信号强度相关的直流电平信号vrssi1-vrssin；

放大比较电路包括运算放大器和比较器，运算放大器将上述与输入信号强度相关的直流电平信号vrssi1-vrssin进行加权放大，分别得到各路输出信号vline1-vlinen，比较器的输入端分别接运算放大器的输出信号vline1-vlinen，得到各路天线信号强度加权比较的输出结果vcomp；

开关切换电路的输入端分别接入接收天线的输出信号vin1-vinn，其控制端为放大比较电路的输出信号vcomp，其输出信号vchose送入后续信号解调电路。

优选地，所述智能天线系统符合iso/iec1443协议。

优选地，所述对数放大检波器为高动态范围的对数放大检波器。

优选地，所述低通滤波器的通频带小于包络信号vr的调制速率。

所述比较器是过零比较器或者迟滞比较器。

优选地，所述开关切换电路为一个单刀n掷（n≥2）的高频模拟开关。

本发明用于rfid标签的智能天线方法采用了新颖的设计思路，通过加权比较选取磁通量互成一定夹角（夹角等于180度/n，n≥2）的天线阵列中的一路信号，增加了标签抵抗复杂电磁环境的能力，有效的提高标签解调电路的灵敏度及其环境适应性。

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

附图说明

图1是现有的rfid系统结构示意图。

图2是本发明的智能天线系统结构示意图。

图3是本发明具体实施的智能天线系统结构示意图。

具体实施方式

参看图2，为本发明的智能天线系统结构示意图。所述智能天线系统包括依次相连的接收天线、信号强度提取电路、放大比较电路和开关切换电路，其中，所述智能天线系统符合iso/iec1443协议，包括依次相连的接收天线、信号强度提取电路、放大比较电路和开关切换电路，其中，接收天线为磁通量互成一定夹角（夹角等于180度/n，n≥2）的天线阵列，每个接收天线包括电感和电容，电感电容组成谐振频率为13.56mhz的lc接收电路，lc接收电路接收来自读写器的调制信号，并生成信号强度提取电路的输入信号vin1−vinn，vin1-vinn是载波在13.56mhz的调制信号；信号强度提取电路包括对数放大检波器和低通滤波器，对数放大检波器为高动态范围的对数放大检波器，低通滤波器的通频带小于包络信号的调制速率；对数放大检波器对接收天线发来的13.56mhz信号vin1−vinn进行对数放大，并进行峰值检波，得到包含调制信息的包络信号vr1-vrn，包络信号vr1-vrn通过低通滤波器后，得到与输入信号强度相关的直流电平信号vrssi1-vrssin；放大比较电路包括运算放大器和比较器，运算放大器将上述与输入信号强度相关的直流电平信号vrssi1-vrssin进行加权放大，分别得到各路输出信号vline1-vlinen，比较器为过零比较器或者迟滞比较器，其输入端分别接运算放大器的输出信号vline1-vlinen，得到各路天线信号强度加权比较的输出结果vcomp；开关切换电路为一个单刀n掷（n≥2）的高频模拟开关，其输入端分别接入接收天线的输出信号vin1-vinn，其控制端为放大比较电路的输出信号vcomp，其输出信号vchose送入后续信号解调电路。

参看图3，为本发明具体实施的智能天线系统结构示意图。该智能天线系统包括依次相连的磁通量互相垂直的两个接收天线阵列、信号强度提取电路、放大比较电路和开关切换电路。磁通量互相垂直的两个接收天线都包括各自的电感和电容，该电感电容组成谐振频率为13.56mhz的lc接收电路，该lc接收电路接收来自读写器（reader）的调制信号，并生成所述信号强度提取模块的输入信号vin1和vin2，vin1和vin2是载波在13.56mhz的调制信号；信号强度提取模块包括高动态范围的对数放大器，峰值检波器和低通滤波器；该模块对两个接收天线发来的13.56mhz的信号vin1和vin2进行对数放大，并进行峰值检波，得到包含调制信息的包络信号vr1和vr2；该包络信号通过通频带小于包络信号的调制速率的低通滤波器后，得到与输入信号强度相关的直流电平信号vrssi1和vrssi2；放大比较模块包括两个运算放大器和一个比较器，该运算放大器将上述与输入信号强度相关的直流电平信号vrssi1和vrssi2进行加权放大，分别得到两路信号vline1和vline2；该比较器可以是过零比较器或者迟滞比较器，比较器的两输入端分别接运算放大器的输出信号vline1和vline2，得到两路天线信号强度加权比较的输出结果vcomp；开关切换模块包括一个单刀双掷的高频模拟开关，该开关的两输入端分别接磁通量互相垂直的两个接收天线的输出信号vin1和vin2；其控制端为放大比较模块的输出信号vcomp；其输出信号vchose送入后续信号解调电路。

本发明用于rfid标签的智能天线系统，遵循iso/iec1443标准协议，对标签的13.56mhz载波信道的接收天线系统进行设计，使用磁通量互相垂直的两个接收天线，根据其接收的调制信号的质量，选择接收系统所使用的天线，来适应复杂的磁场环境，提高rfid标签的接收灵敏度和环境适应性。

本发明并不限于上文讨论的实施方式，以上对具体实施方式的描述旨在于为了描述和说明本发明涉及的技术方案。基于本发明启示的显而易见的变换或替代也应当被认为落入本发明的保护范围；以上的具体实施方式用来揭示本发明的最佳实施方法，以使得本领域的普通技术人员能够应用本发明的多种实施方式以及多种替代方式来达到本发明的目的。