CN102088128A

CN102088128A - 射频识读器天线

Info

Publication number: CN102088128A
Application number: CN2010106102231A
Authority: CN
Inventors: 廖铄
Original assignee: ZHEJIANG LAMDA SYSTEM ENGINEERING Co Ltd
Current assignee: ZHEJIANG LAMDA SYSTEM ENGINEERING Co Ltd
Priority date: 2010-12-29
Filing date: 2010-12-29
Publication date: 2011-06-08

Abstract

本发明涉及一种射频识读器天线，主要包括以下几个部分：天线骨架、天线电路板1、主线圈3、第一副线圈2、第二副线圈4、第一铁氧体芯7、第二铁氧体芯9。上述技术使得该低频天线具有全向性、读取距离远、灵敏度高、读取成功率高等特点，应用范围广。

Description

射频识读器天线

技术领域

本发明涉及天线，尤其是一种射频识读器的天线。

背景技术

无线射频识别（RFID）技术是一项源自二战期间盟军飞机敌我识别技术的自动识别技术，通过电磁耦合或者电磁发射的原理实现非接触的自动识别。RFID基本系统包括电子标签和识读器两个部分，其数据通信是通过电子标签上的天线和识读器天线之间以电磁耦合或电磁发射方式来实现的。电子标签中存储了所跟踪物品的基本信息代码，当电子标签处在识读器作用范围内的时候，其内部信息会被识读器很快读取，经数据传输（无线或者有线的方式）给计算机应用软件系统加以分析鉴别，从而实现物品识别的自动化。RFID基本系统如下图所示。

目前RFID产品的工作频率有低频、高频和甚高频的频率范围内的符合不同标准的不同的产品,而且不同频段的RFID产品会有不同的特性，其中有无源和有源两种方式。RFID技术首先在低频(从120KHz到134.2KHz)得到广泛的应用和推广，该频率主要是通过电感耦合的方式进行工作, 也就是在识读器天线线圈和电子标签线圈间存在着变压器耦合作用。通过识读器天线交变场的作用在电子标签天线中感应的电压被整流,为电子标签提供工作能量。低频磁场区域能够很好的被定义，但是场强下降的太快。其主要具有以下特性：

1. 一般工作频率从120KHz到134.2KHz, TI 的工作频率为134.2KHz。该频段的波长大约为2500m.

2. 除了金属材料影响外，一般低频能够穿过任意材料的物品而不降低它的读取距离。

3. 工作在低频的读写器在全球没有任何特殊的许可限制。

4．低频产品有不同的封装形式。好的封装形式就是价格太贵，但是有10年以上的使用寿命。

5．虽然该频率的磁场区域下降很快，但是能够产生相对均匀的读写区域。

6．相对于其他频段的RFID产品，该频段数据传输速率比较慢。

7．电子标签的价格相对与其他频段来说要贵。

低频无源RFID技术主要应用于畜牧业的管理系统、汽车防盗和无钥匙开门系统的应用、马拉松赛跑系统的应用、自动停车场收费和车辆管理系统、自动加油系统的应用、酒店门锁系统的应用、门禁和安全管理系统等。

传统的低频无源无线射频识读器所使用的天线一般采用空心铜丝线圈的方式，数据发送和接收在同一个天线线圈中完成，该方式导致天线体积过大、读取距离近以及天线方向性较强，进而导致读取成功率降低，影响用户使用。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种体积小、读取距离长、读取成功率高的射频识读器天线。

为达到上述目的，本发明提供的技术方案是：一种射频识读器天线，其特征在于：包括天线骨架、主线圈、第一副线圈、第二副线圈、天线电路电板；所述的主线圈以天线骨架中心为对称中心，绕制在天线骨架中心位置；第一副线圈、第二副线圈对称天线骨架中心，绕在天线骨架两端；天线电路板设于天线骨架上，与主线圈连接形成信号发射回路，天线电路板与第一副线圈、第二副线圈连接形成信号接收回路。

本发明的第一优选方案为，在天线骨架内部设有磁体。

本发明的第二优选方案为，所述的磁体包括第一铁氧体芯和第二铁氧体芯。

本发明的第三优选方案为，所述的天线电路板上设有第一电容，所述的第一副线圈、第二副线圈串联后与第一电容并联形成信号接收回路，两组线圈的串接点为同名端。

本发明的第四优选方案为，所述的天线电路板上设有第二电容、第三电容，第二电容、第三电容、主线圈串联后形成信号发射回路。

本发明的技术优势在于：该天线能够发送峰峰值高达1000V的低频信号，即使电子耳标天线线圈较小、距离天线距离较远同样能够被有效激活。同时天线的第一副线圈、第二副线圈采用差分接收方式对电子耳标返回的信号进行接收，减少了共模干扰的影响。上述技术使得该低频天线具有全向性、读取距离远、灵敏度高、读取成功率高等特点，应用范围广。

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是本实施例的天线总体结构。

图2是本实施例的天线线圈绕制方式示意图。

图3是本实施例的天线骨架。

具体实施方式

参考图1、图2、图3，射频识读器天线主要包括以下几个部分：天线骨架、天线电路板1、主线圈3、第一副线圈2、第二副线圈4、第一铁氧体芯7、第二铁氧体芯9。其中天线电路板1将各个部分整合起来，并通过其接口与外部电路相连接，构成一个整体。天线的主线圈3紧密均称的绕制在天线骨架的中心位置，第一副线圈2、第二副线圈4对称的绕制在天线骨架的两端，第一铁氧体芯7、第二铁氧体芯9和铁氧体螺丝8放置在天线骨架的固定孔11内，从而形成天线主体；再将天线主体焊接到天线电路板1上，与天线电路板1上的电容形成LC谐振电路。

①天线的主线圈3采用多股纱包线，以天线骨架中心为对称中心，紧密匀称绕制。

②第一副线圈2、第二副线圈3采用单芯铜丝密绕在天线骨架两端的槽内，其中要求两个副线圈严格以天线骨架中心对称，如线圈紧密度、层数、圈数等都要保持一致；各线圈的端头固定在针脚定位孔10上。

③天线主体采用塑料螺丝锁紧固定在天线电路板上。如图2所示，外部电路通过信号输入段5输入。经第二电容C2、第三电容C3输出给主线圈发送。天线的主线圈3与第二电容C2、第三电容C3电容串联形成串联LC谐振电路。第一副线圈2、第二副线圈4进行串联连接再与第一电容C1并联形成并联LC谐振电路，其中两组线圈的串接点必须为同名端；接收到的信号经信号输出端6输出给外部电路。

④通过调节两个铁氧体芯和铁氧体螺丝8的位置使得整个电路在125KHz~134.2KHz达到谐振。铁氧体芯的使用，使得天线产生的磁场较为均匀。

⑤两个铁氧体芯以及铁氧体螺丝8在第④步后，必须要使用强力胶进行固定，使其位置不能够产生位移。

本发明不仅限于上述实施例所示的保护范围，所有基于本实施例的发明思想，皆在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种射频识读器天线，其特征在于：包括天线骨架、主线圈、第一副线圈、第二副线圈、天线电路电板；所述的主线圈以天线骨架中心为对称中心，绕制在天线骨架中心位置；第一副线圈、第二副线圈对称天线骨架中心，绕在天线骨架两端；天线电路板设于天线骨架上，与主线圈连接形成信号发射回路，天线电路板与第一副线圈、第二副线圈连接形成信号接收回路。

2.根据权利要求1所述的射频识读器天线，其特征在于：在天线骨架内部设有磁体。

3.根据权利要求2所述的射频识读器天线，其特征在于：所述的磁体包括第一铁氧体芯和第二铁氧体芯。

4.根据权利要求1所述的射频识读器天线，其特征在于：所述的天线电路板上设有第一电容，所述的第一副线圈、第二副线圈串联后与第一电容并联形成信号接收回路，两组线圈的串接点为同名端。

5.根据权利要求1所述的射频识读器天线，其特征在于：所述的天线电路板上设有第二电容、第三电容，第二电容、第三电容、主线圈串联后形成信号发射回路。