一种RFID天线以及RFID读写器的制作方法

本实用新型涉及无线射频领域，具体地涉及一种RFID天线以及RFID读写器。

背景技术：

常规的RFID标签，各个方向性增益差距很大，这意味着在距离RFID天线相同的距离，RFID标签在空间以不同的方向摆放，接收效果会有很大的差异，导致出现离RFID天线更远的距离的RFID标签由于方向好可以正常通信而产生误读，而距离RFID天线近的标签由于方向接收信号能力差不能被RFID天线读取到而产生漏读，如此，无法确定一个比较有规则的RFID天线读取范围。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提出一种RFID天线以及RFID读写器，可确定一个比较有规则的RFID天线读取范围，降低误读漏读的概率。

本实用新型提供了一种RFID天线，包括：

天线主体、第一极化信号端口、第二极化信号端口、第三极化信号端口、第一开关、第二开关及第三开关；

所述第一极化信号端口、第二极化信号端口、第三极化信号端口设置于所述天线主体的不同位置处以实现不同极化信号的收发；

所述第一开关与所述第一极化信号端口电气连接；所述第二开关与所述第二极化信号端口电气连接；所述第三极化信号端口与所述第三开关电气连接。

优选地，所述第一开关、第二开关及第三开关均为二极管开关控制电路。

优选地，所述天线主体包括引向片、辐射片、金属地板以及金属圆柱；

其中，所述引向片、辐射片、金属地板均连接至所述金属圆柱，且所述辐射片设置于所述引向片与所述金属地板之间；所述辐射片包括主体部以及从所述主体部的不同位置延伸出来的第一臂以及第二臂，且所述第一臂与所述第二臂连接；

所述第一极化信号端口设置于第一臂上，并与所述金属地板连接；所述第二极化信号端口设置于第二臂上，并与所述金属地板连接；所述第三极化信号端口设置于所述第一臂与所述第二臂的连接处，并与所述金属地板连接。

优选地，所述第一臂的长度与所述第二臂的长度相同；所述第一臂的一端及所述第二臂的一端连接至所述主体部；所述第一臂的另一端及所述第二臂的另一端垂直连接。

优选地，所述第一极化信号端口通过所述第一臂到达所述主体部的路程与通过所述第二臂到达所述主体部的路程的路程差对应的相位差为(2m±1/2)π，其中，m为整数；

所述第二极化信号端口通过所述第二臂到达所述主体部的路程与通过所述第一臂到达所述主体部的路程的路程差对应的相位差为(2n±1/2)π，其中，n 为整数；

所述第三极化信号端口通过所述第一臂到达所述主体部的路程与通过所述第二臂到达所述主体部的路程相等。

优选地，所述第一极化信号端口、第二极化信号端口、第三极化信号端口均为同轴结构的端口。

优选地，所述第一极化信号端口、第二极化信号端口、第三极化信号端口均包括内芯以及外壳，所述内芯设置于所述外壳内；其中，所述外壳与所述金属地板连接；所述内芯与所述辐射片连接，以实现信号收发。

本实用新型还提供了一种RFID读写器，包括读写芯片、控制器以及如上述的RFID天线；所述控制器分别与所述第一开关、第二开关、第三开关连接以及所述读写芯片连接。

本实施例中，通过在天线主体的不同位置设置第一极化信号端口、第二极化信号端口、第三极化信号端口，实现了不同极化信号的收发，从而使得RFID 天线可以获得一个规则可靠的通信范围，降低了误读漏读出现的概率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型第一实施例提供的RFID天线的一种结构示意图。

图2为本实用新型第一实施例提供的RFID天线的另一种结构示意图。

图3为本实用新型第一实施例提供的RFID天线的另一种结构示意图。

图4为本实用新型第二实施例提供的RFID读写器的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，本发明第一实施例提供了一种RFID天线，包括：

天线主体10、第一极化信号端口20、第二极化信号端口30、第三极化信号端口40、第一开关50、第二开关60及第三开关70；其中，所述第一极化信号端口20、第二极化信号端口30、第三极化信号端口40设置于所述天线主体10 的不同位置处；所述第一开关50与所述第一极化信号端口20电气连接；所述第二开关60与所述第二极化信号端口30电气连接；所述第三极化信号端口40 与所述第三开关70电气连接。

请参阅图2及图3，在本实施例中，所述天线主体10包括引向片11、辐射片12、金属地板13以及金属圆柱14。

其中，所述引向片11、辐射片12、金属地板13均连接至所述金属圆柱14，且所述辐射片12设置于所述引向片11与所述金属地板13之间；所述辐射片12 包括主体部121以及从所述主体部121的不同位置延伸出来的第一臂122以及第二臂123，且所述第一臂122与所述第二臂123连接。

在本实施例中，所述第一极化信号端口20设置于第一臂122上，并与所述金属地板13连接；所述第二极化信号端口30设置于第二臂123上，并与所述金属地板13连接；所述第三极化信号端口40设置于所述第一臂122与所述第二臂123的连接处，并与所述金属地板13连接。

优选地，所述第一臂122可包括第一连接臂和第二连接臂，其中，所述第一连接臂的一端连接所述辐射片12，另一端连接所述第二连接臂的一端。所述第二臂123可包括第三连接臂和第四连接臂，其中，所述第三连接臂的一端连接所述辐射片12，另一端连接所述第四连接臂的一端。所述第二连接臂的另一端连接所述第四连接臂的另一端。

优选地，所述第一连接臂与第二连接臂垂直连接，并平行于第三连接臂；所述第三连接臂与所述第四连接臂垂直连接。所述第二连接臂与所述第四连接臂垂直连接。当然，还可有其他的连接方式，本实用新型不做具体限定。此外，优选地，所述第一臂122的长度与所述第二臂123的长度相同。

优选地，所述第一极化信号端口20、第二极化信号端口30、第三极化信号端口40均为同轴结构的端口。其中，所述第一极化信号端口20、第二极化信号端口30、第三极化信号端口40均包括内芯以及外壳，所述内芯设置于所述外壳内；其中，所述外壳与所述金属地板13连接；所述内芯与所述辐射片12连接，并可实现信号的传输。

优选地，所述第一极化信号端口20通过所述第一臂122到达所述主体部121 的路程与通过所述第二臂123到达所述主体部121的路程的路程差对应的相位差为(2m±1/2)π，其中，m为整数。如此，所述第一极化信号端口20可实现右旋圆偏振极化的电磁波信号的收发。

所述第二极化信号端口30通过所述第二臂123到达所述主体部121的路程与通过所述第一臂122到达所述主体部121的路程的路程差对应的相位差为 (2n±1/2)π，其中，n为整数。如此，所述第二极化信号端口30可实现左旋圆偏振极化的电磁波信号的收发。

所述第三极化信号端口40通过所述第一臂122到达所述主体部121的路程与通过所述第二臂123到达所述主体部121的路程相等。如此，所述第三极化信号端口40可实现线偏振极化的电磁波信号的收发。

以下介绍本实用新型的工作原理：

对于频率较高的信号，一种是以电磁波的方式传播，一种以电信号方式在导体内部传播。对于信号接收过程，所述辐射片12从外界各个方向接收信号，大部分信号接收后与金属地板构成传输线结构，传输到极化信号端口处，少部分被发射出去，通过所述引向片11后就可以再次反射其中接近竖直方向的信号，使其重新被所述辐射片12接收，从而增强了接近竖直方向上信号的增益，使得这一方向上的信号接收能力变强。对于信号发射过程，其是信号接收过程的逆过程，在此不做赘述。

现有的RFID天线，其通常仅有一个极化信号端口，因此只能接收一种极化信号，这就提高了漏读误读的概率。为此，在本实施例中，通过设置第一极化信号端口20、第二极化信号端口30、第三极化信号端口40来实现不同极化信号的收发，可以大大减小单一的极化天线造成的误读漏读。

此外，各个极化信号端口不能同时工作，为此，针对每个极化信号端口还设置了相应的开关，通过开关来控制每个极化信号端口的工作状态的切换。其中，各个开关可为二极管开关控制电路。

综上所述，本实施例中，通过在天线主体10的不同位置设置第一极化信号端口20、第二极化信号端口30、第三极化信号端口40，实现了不同极化信号的收发，从而使得RFID天线可以获得一个规则可靠的通信范围，降低了误读漏读出现的概率。

请参阅图4，本实用新型第二实施例还提供了一种RFID读写器，所述RFID 读写器包括读写芯片200、控制器300以及如上述任一实施例所述的RFID天线 100；所述控制器300分别与所述第一开关50、第二开关60、第三开关70以及所述读写芯片200连接。

具体地，在本实施例中，由所述控制器300控制所述第一开关50、第二开关60、第三开关70来实现各个极化信号端口的工作状态，从而采用时分复用的方法，将各个极化信号端口发送的信号汇总到控制器300，再由所述控制器300 发送给读写芯片200。

由于每一个RFID标签通讯都需要一定的时间，因此如何分配每种极化方式 (一种极化方式对应一个极化信号端口)占用的复用时间也是考量整个RFID读写器性能的重点。

在本实施例中，采用动态规划工作时间调整方法，即根据每种极化方式接收到RFID标签数量多少的比重来动态分配工作时间。具体地，在开始工作时(如第1秒内)，每个极化方式分配相同的时间(即每种极化方式分配1/3秒)。在开始工作后的第n秒时，所述控制器300会统计在1-(n-1)秒内每种极化方式获取的标签数量，然后根据这些标签数量确定在第n秒内每种极化方式需要分配的时间。例如，设第一极化信号端口、第二极化信号端口、第三极化信号端口对应的极化方式在1-(n-1)秒内获取的标签数量分别为：Jn，Kn，Ln，则第n 秒内每种极化方式需要分配的时间可为：Jn/(Jn+Kn+Ln)，Kn/(Jn+Kn+Ln)， Ln/(Jn+Kn+Ln)。如此，可以充分利用分时复用的时间，提高RFID标签的读写效率。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。