CN100576770C - 阵列天线的控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种阵列天线的控制装置，包括：控制电路、天线、第一开关、第二开关组成，所述控制电路包括串行接口电路、传输电路及接收电路，该串行接口电路通过第一控制线及第二控制线分别控制复数个第一开关及复数个第二开关的导通状态，每一个第一开关和其相对应第二开关之间耦接有一个天线，每个第一开关的输入端连接传输电路的输出端，每个第二开关的输出端连接接收电路的输入端，接收电路的输出信号输入给串行接口电路。由于采用了上述结构，本发明可以根据需要任意选取复数个天线进行传送或接收电磁波信号，用以辨识卷标位置；另外，本阵列天线的控制装置辨识卷标位置的准确率高。

Description

阵列天线的控制装置
技术领域
本发明涉及天线的控制装置，具体的说，涉及一种可扩充天线数量的阵列天线的控制装置。
背景技术
一般需要使用复数个天线的通讯系统，如将无线辨识(Radio Frequency Identification，RFID)技术应用于辨识卷标(Tag)位置时，不适合使用单一天线，因为使用单一天线辨识复数个卷标必须搭配复杂的软件来处理卷标的数据，同时亦不能准确地辨识某个标签是否置放于适当的位置，因此使用复数个天线来辨识特定的复数个标签是较为理想的方法。当特定复数个标签在相应的天线读取范围内被读取时，即可判断出该特定的复数个标签或贴附该特定的复数个标签的物品被置放于正确的位置。
目前，传统的做法是将系统所需的天线数量设定为固定值，因此，当需要增加天线的总数量时，通常需要重新设计系统，这样的方式常会增加研发时间与成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可以根据需要任意选取复数个天线进行传送或接收电磁波信号，用以辨识卷标位置的阵列天线的控制装置。
为了解决上述技术问题，本发明采用了以下技术方案：
一种阵列天线的控制装置，包括：控制电路、天线、开关，所述开关由第一开关、第二开关组成，其特征在于：该天线耦接在该第一开关、第二开关之间，所述控制电路通过第一控制线连接该第一开关，其还通过第二控制线连接该第二开关，控制电路通过所述第一控制线及第二控制线分别控制相对应的第一开关及第二开关的导通状态。
所述控制电路包括串行接口电路、用于提供发射信号的传输电路及用于解调接收信号的接收电路，该串行接口电路通过复数条第一控制线连接复数个第一开关的控制端，其还通过复数条第二控制线连接复数个第二开关的控制端，每一个第一开关的输出端和其相对应的第二开关的输入端之间耦接有一个天线，所述每一个第一开关的输入端都连接所述传输电路的输出端，每一个第二开关的输出端都连接所述接收电路的输入端，该接收电路的输出信号输入给串行接口电路。
本发明还设有一个用于决定传输电路及接收电路的载波频率的可调电容。
本发明还包括一个控制总线、一个微处理器，所述控制总线串接复数个控制电路的串行接口电路，微处理器通过控制总线传送控制信号给串行接口电路，用于控制复数个第一开关及复数个第二开关的导通状态。
所述第一开关是三态闸或传输闸；所述第二开关是传输闸。
在所述串行接口电路与第二开关之间接有缓冲器，所述控制电路还包括有一个增压稳压电路，该增压稳压电路由增压电路和电压调节器组成，该电压调节器的输出信号分别输入给第一开关、缓冲器，用以驱动所述第一开关及第二开关。
在所述串行接口电路与第二开关之间接有缓冲器，所述控制电路还包括一个增压稳压电路，该增压稳压电路由增压电路和电压调节器组成，该电压调节器的输出信号输入给缓冲器用以驱动所述第二开关，所述第一开关外接电源。
所述串行接口电路为串行外围接口或通用序列总线。
由于采用了上述结构，本发明具有以下有益效果：本发明装设了复数个天线、复数个第一、二开关，它们与控制电路配合工作，实现信号的传送、接收及解调，并通过控制电路的串行接口电路控制相应的第一开关及第二开关的导通的状态，实现本发明可以自由选取复数个天线进行传送或接收电磁波信号，用以辨识卷标位置，克服了传统的做法是将系统所需的天线数量设定为固定值，当需要增加天线的总数量时，通常需要重新设计系统而导致增加研发时间与成本；其次，本发明的控制总线可串接复数个控制电路的串行接口电路，其中微处理器通过控制总线传送控制信号给复数个串行接口电路，控制电路经由此方式串接，从而可实现增加复数个天线的数量，进一步提高了本发明适用范围；另外，本发明还设置有增压稳压电路，该增压稳压电路的增压电路将一外部电源的电压进行增压，再通过电压调节器将该电压进行稳压并提供稳定的电源，该稳定电源分别提供给第一开关和第二开关，使得第一开关用以提升电流并增强发射信号能量，而第二开关用以提升电压值来降低第二开关的导通电阻，提高了本发明的工作性能。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
图1是本发明阵列天线的控制装置的电路框图。
图2是本发明阵列天线的控制装置的串联方式电路框图。
图3是本发明阵列天线的控制装置的另一电路框图。
具体实施方式
如图1所示，它是本发明阵列天线的控制装置的电路框图。一种阵列天线的控制装置，包括：控制电路40、复数个第一开关10、复数个第二开关20、复数个天线30，控制电路40包括串行接口电路50、传输电路60以及接收电路70，该串行接口电路50通过复数条第一控制线15连接复数个第一开关10的控制端，串行接口电路50还通过复数条第二控制线25连接复数个第二开关20的控制端。在所述复数个第一开关中的每一个第一开关10都与所述复数个第二开关中的一个配合构成一对相配合的开关，在所述每一对相配合的开关中其第一开关10的输出端和第二开关20的输入端之间耦接有一个天线30，所述每个第一开关10的输入端都连接所述传输电路60的输出端，每个第二开关20的输出端都连接所述接收电路70的输入端，该接收电路70的输出信号输入给串行接口电路50。本技术方案还设有一个可调电容75，传输电路60以及接收电路70的载波频率由该可调电容75所决定，该可调电容75连接在接收电路70与地之间。
其中，串行接口电路50能够提供一个第一开关控制信号，第一开关控制信号通过复数条第一控制线15控制复数个第一开关10，串行接口电路50还能够提供一个第二开关控制信号，第二开关控制信号通过复数条第二控制线25控制复数个第二开关20，从而其通过第一控制线15及第二控制线25分别控制相对应的第一开关10及第二开关20的开路或导通的状态。
传输电路60由设定的载波频率提供发射信号，并通过第一开关10连接该天线30，将发射讯号转换为电磁波信号通过天线30辐射该信号；接收电路70由设定的载波频率解调由卷标(Tag)所传送并由天线30所接收的接收信号，电磁波信号通过复数个天线30转换为接收信号，并通过复数个第二开关20连接接收电路70，再经由接收电路将接收信号解调还原，该解调还原的信号输入该串行接口电路50。
每一个第一开关10的输入端连接传输电路60的输出端，其控制端通过第一控制线15连接串行接口电路50，其输出端连接天线30，故将接收串行接口电路50的第一开关控制信号以控制其导通状态，将传输电路60的发射信号输入天线30并辐射该信号。
每一个第二开关20的输入端连接天线30，接收天线30转换的该接收信号，且其控制端通过第二控制线25连接串行接口电路50，其输出端连接接收电路70，故将接收串行接口电路50的第二开关控制信号以控制其导通状态，将接收信号输入接收电路70并将接收信号解调还原。
为了进一步改进本技术方案，本发明还包括一个控制总线80、一个微处理器100，多个控制电路40，控制总线80串接复数个控制电路40的串行接口电路50，见图2。微处理器100通过控制总线80传送控制信号给控制电路40的串行接口电路50，用于控制复数个第一开关10及复数个第二开关20的开路及导通的状态，间接控制复数个天线30所组成的复数组阵列天线120，分别分配复数组阵列天线120使用于传送或接收电磁波信号的状态，控制电路40经由此方式串接，增加了可被使用的复数个天线30的数量，进一步完善了本发明的功效。
另外，为了进一步完善本技术方案，在所述串行接口电路50与第二开关20之间接有缓冲器160，见图3，所述控制电路40还包括一个增压稳压电路，该增压稳压电路由增压电路170、电压调节器180组成，增压电路170将一外部电源的电压值增压，再通过电压调节器180将经增压的电压进行稳压并提供稳定的电源，该稳定电源分别提供给三态闸130以及缓冲器160，使得三态闸130用以提升电流并增强发射信号能量，而传输闸140用以提升电压值来降低传输闸140的导通电阻。另外，本技术方案的第一开关10也可以是传输闸140。
另外，三态闸130可以直接连接外部电源，不需通过增压稳压电路来调节。
串行接口电路50可为一串行外围接口(Serial Peripheral Interface，SPI)或一通用序列总线(Universal Serial Bus，USB)。
本发明使用时，即为在拼图玩具中使用无线辨识(RFID)技术，其底板中分布复数个天线30组成阵列天线，拼块中放置标签(Tag)，当拼块置放于正确的位置而卷标被相对应的一个天线30读取时，即判断拼块置放于正确的位置；拼块也可以是立体的外型，可在拼块所需的面相中放置一标签，共有复数个标签，当复数个卷标中的一个卷标靠近底板上的一个天线30而被读取时，则产生相对应的动作；当底板需要扩大面积而必须增加天线30的数量时，可应用本发明能够串联扩充的特性，以实现增加可被使用的复数个天线30的数量，完善本发明的功效。

Claims (8)

1、一种阵列天线的控制装置，包括：控制电路(40)、天线(30)、开关，所述开关由第一开关(10)、第二开关(20)组成，其特征在于：该天线(30)耦接在该第一开关(10)、第二开关(20)之间，所述控制电路(40)通过第一控制线(15)连接该第一开关(10)，通过第二控制线(25)连接该第二开关(20)，控制电路(40)通过所述第一控制线(15)及第二控制线(25)分别控制相对应的第一开关(10)及第二开关(20)的导通状态，
而且，所述控制电路(40)包括串行接口电路(50)、用于提供发射信号的传输电路(60)及用于解调接收信号的接收电路(70)，该串行接口电路(50)通过复数条第一控制线(15)连接复数个第一开关(10)的控制端，其还通过复数条第二控制线(25)连接复数个第二开关(20)的控制端，每一个第一开关(10)的输出端和其相对应的第二开关(20)的输入端之间耦接有一个天线(30)，所述每一个第一开关(10)的输入端都连接所述传输电路(60)的输出端，每一个第二开关(20)的输出端都连接所述接收电路(70)的输入端，该接收电路(70)的输出信号输入给串行接口电路(50)。
2、根据权利1所述的阵列天线的控制装置，其特征在于：还设有一个用于决定传输电路(60)及接收电路(70)的载波频率的可调电容(75)。
3、根据权利1所述的阵列天线的控制装置，其特征在于：还包括一个控制总线(80)、一个微处理器(100)，所述控制总线(80)串接复数个控制电路(40)的串行接口电路(50)，微处理器(100)通过控制总线(80)传送控制信号给串行接口电路(50)，用于控制复数个第一开关(10)及复数个第二开关(20)的导通状态。
4、根据权利1所述的阵列天线的控制装置，其特征在于：所述第一开关(10)是三态闸(130)或传输闸(140)。
5、根据权利4所述的阵列天线的控制装置，其特征在于：所述第二开关(20)是传输闸(140)。
6、根据权利1所述的阵列天线的控制装置，其特征在于：在所述串行接口电路(50)与第二开关(20)之间接有缓冲器(160)，所述控制电路(40)还包括有一个增压稳压电路，该增压稳压电路由增压电路(170)和电压调节器(180)组成，该电压调节器(180)的输出信号分别输入给第一开关(10)、缓冲器(160)，用以驱动所述第一开关(10)及第二开关(20)。
7、根据权利1所述的阵列天线的控制装置，其特征在于：在所述串行接口电路(50)与第二开关(20)之间接有缓冲器(160)，所述控制电路(40)还包括一个增压稳压电路，该增压稳压电路由增压电路(170)和电压调节器(180)组成，该电压调节器(180)的输出信号输入给缓冲器(160)用以驱动所述第二开关(20)，所述第一开关(10)外接电源。
8、根据权利1所述的阵列天线的控制装置，其特征在于：所述串行接口电路(50)为串行外围接口或通用序列总线。
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