CN105631381A - 一种具有定向增强天线信号的电子标签阅读器 - Google Patents

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廖晓东
王敏
余自锋
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    • G06K7/10—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
    • G06K7/10009—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves
    • G06K7/10316—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves using at least one antenna particularly designed for interrogating the wireless record carriers
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Abstract

公开一种具有定向增强天线信号的电子标签阅读器，电子标签阅读器由主体电路和天线组成，主体电路和天线分别置于同一双面PCB板的两面，第一面上有主体电路的印制板布线及元器件，第二面上是用作天线的印制式线圈；第一面上的主体电路包含的天线驱动电路通过双面PCB板的过孔与第二面上的用作天线的印制式线圈进行连接；印制式线圈分布于双面PCB板的外围，其布线成直角转向环绕状，在印制式线圈包围的中央是长方形的覆铜板或者粘贴长方形的软磁金属导体薄片，从覆铜板或者软磁金属导体薄片的边缘开始往其中心点位置开一个豁口，使用该方案可使电子标签阅读器的感应距离明显增长。

Description

一种具有定向增强天线信号的电子标签阅读器
技术领域
本发明涉及一种射频识别领域，尤其涉及一种电子标签阅读器。
背景技术
射频识别（RFID）技术是一种非接触式的自动识别技术，其应用领域越来越广泛，这种技术隶属于无线通信系统，通信双方是阅读器和电子标签，通过电子标签与阅读器的电感耦合方式进行能量传递与通信。在阅读器和电子标签上均布置有天线线圈，天线线圈一般来说为圆环形或者方形的多匝线圈。通信时，在阅读器的天线线圈产生高频电磁场，磁场穿过天线线圈所在的平面和天线线圈附近的空间，使得靠近阅读器天线线圈的电子标签天线在交变磁场中产生感应电压，阅读器读取电子标签的信息。
以这种形式设置的阅读器的天线线圈产生的场强主要集中在天线线圈附近的空间，在天线线圈所在平面中心沿法线方向比较弱，并且距离越远磁场强度越弱，故对于从阅读器天线线圈平面法线方向靠近阅读器天线线圈平面中心位置的电子标签，阅读器感应距离较短，造成较大的感应盲区，由于阅读器本身的外壳与阅读器的电路板上的天线客观上会有一定的距离，因此对电子标签的识别造成一定的困难。因此迫切需要一种能够在天线平面中心法线方向提高磁场强度的技术。
发明内容
本发明的目的是针对目前电子标签阅读器的感应距离偏短的不足，提出一种在阅读器天线所在平面的中心法线方向增强磁场强度的技术方案，具体为：一种具有定向增强天线信号的电子标签阅读器，由主体电路和天线组成，主体电路和天线分别置于同一双面PCB板的两面，即第一面和第二面，第一面上有主体电路的印制板布线及元器件，第二面上是用作天线的印制式线圈；第一面上的主体电路包含的天线驱动电路通过双面PCB板的过孔与第二面上的用作天线的印制式线圈进行连接。更详细的，用作天线的印制式线圈分布于双面PCB板的第二面的外围，其布线成直角转向环绕状，在印制式线圈包围的双面PCB板的第二面的中央是长方形的覆铜板或者粘贴长方形的软磁金属导体薄片，其边缘距离用作阅读器天线的印制式线圈的内圈1～2mm，从覆铜板或者软磁金属导体薄片的边缘开始往其中心点位置开一个宽度为1.5～2mm的豁口，豁口贯穿覆铜板或者软磁金属导体薄片的厚度，豁口形状为细长条形。
本发明的有益效果是可以增强天线所在平面中心垂直线上的电磁场强度，从而增加阅读器对电子标签的有效感应距离，提高阅读器感应灵敏度。
附图说明
图1为双面PCB板的覆铜板或软磁金属导体薄片未开豁口时的示意图。
图2为双面PCB板的覆铜板或软磁金属导体薄片开豁口时的示意图。
图3为双面PCB板无覆铜板或软磁金属导体薄片时的天线附近场强分布示意图。
图4为双面PCB板包含覆铜板或软磁金属导体薄片但未开豁口时的天线附近场强分布示意图。
图5为双面PCB板包含覆铜板或软磁金属导体薄片并且开豁口时的天线附近场强分布示意图。
图6为双面PCB板包含覆铜板或软磁金属导体薄片并且开豁口时的天线附近场强分布示意图。
附图标记说明:
图1至图6中，1为双面PCB板的介质基板，2为印制的天线线圈，3为覆铜板或软磁金属导体薄片，4为豁口，5为天线线圈周围的场强分布，6为豁口附近的场强分布。
具体实施方式
为了更清楚的描述本发明的技术方案，下面结合附图进行说明：
一种具有定向增强天线信号的电子标签阅读器，由主体电路和天线组成，主体电路和天线分别置于同一双面PCB板的两面，即第一面和第二面，第一面上有主体电路的印制板布线及元器件，第二面上是用作天线的印制式线圈（2）；第一面上的主体电路包含的天线驱动电路通过双面PCB板的过孔与第二面上的用作天线的印制式线圈（2）进行连接。更详细的，用作天线的印制式线圈（2）分布于双面PCB板的第二面的外围，印制式线圈（2）的布线成直角转向环绕状，在印制式线圈（2）包围的双面PCB板的第二面的中央是长方形的覆铜板或者粘贴长方形的软磁金属导体薄片（3），其边缘距离用作阅读器天线的印制式线圈（2）的内圈1～2mm，从覆铜板或者软磁金属导体薄片（3）的边缘开始往其中心点位置开一个宽度为1.5～2mm的豁口（4），豁口贯穿覆铜板或者软磁金属导体薄片（3）的厚度，豁口（4）形状为细长条形。
实施例1
介质基板（1）采用FR4材质，形成长度为84.6mm，宽度为54mm，厚度为1mm的长方形薄片状。
用作天线的印制式线圈（2）的总长为731.5mm，印制走线的宽度为0.5mm，绕成线间间距为1mm的3匝线圈，布置在FR4介质基板（1）上。
软磁金属导体薄片（3）是长度为70mm，宽度为40mm，厚度为1.5~2.5mm的长方形薄片，贴在印制式线圈（2）包围的中央。
在软磁金属导体薄片（3）从边缘至中心点开一细长形的豁口（4），豁口（4）的宽度为1.5~2mm。

Claims (1)

1.一种具有定向增强天线信号的电子标签阅读器，由主体电路和天线组成，其特征在于：主体电路和天线分别置于同一双面PCB板的两面，即第一面和第二面，第一面上有主体电路的印制板布线及元器件，第二面上是用作天线的印制式线圈（2）；第一面上的主体电路包含的天线驱动电路通过双面PCB板的过孔与第二面上的用作天线的印制式线圈（2）进行连接；用作天线的印制式线圈（2）分布于双面PCB板的第二面的外围，印制式线圈（2）的布线成直角转向环绕状，在印制式线圈（2）包围的双面PCB板的第二面的中央是长方形的覆铜板或者粘贴长方形的软磁金属导体薄片（3），其边缘距离用作阅读器天线的印制式线圈（2）的内圈1～2mm，从覆铜板或者软磁金属导体薄片（3）的边缘开始往其中心点位置开一个宽度为1.5～2mm的豁口（4），豁口贯穿覆铜板或者软磁金属导体薄片（3）的厚度，豁口（4）形状为细长条形。
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