CN109728404A - 一种仓储物流叉车共形rfid泄漏电缆多极化mimo天线系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种仓储物流叉车共形RFID泄漏电缆多极化MIMO天线系统，包括设置在叉车上的第一RF通道、第二RF通道和第三RF通道，第一RF通道设置在叉车金属前面板上，且第一RF通道由阅读器垂直引出后围成一个开环，第二RF通道和第三RF通道分别位于第一RF通道的两侧，且第二RF通道延伸至一个叉车臂上，第三RF通道延伸至另一个叉车臂上，第二RF通道和第三RF通道上均设有避让开环的折弯部，第一RF通道、第二RF通道和第三RF通道上均设有开口。本发明充分发挥了泄漏电缆天线易于和叉车共形的优势，使得天线系统带有多种极化，可提高标签读取率。
Description
技术领域
本发明涉及烟草物流RFID领域，特别是涉及一种仓储物流叉车共形RFID泄漏电缆多极化MIMO天线系统。
背景技术
基于雷达后向散射(Back Scattering)通信原理开发出来的微波射频识别(RFID)技术是一种天线的、非接触方式的自动识别技术,识别系统与特定目标之间无需建立机械或光学接触，是通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据。RFID设备包括RFID芯片和RFID读写器。
射频识别技术应用可用于生产线自动化、仓储管理、电子物品监视系统、货运集装箱的识别以及资产管理等方面，特别是在仓储资产管理方面。目前烟草行业在传统的数据采集技术如条形码的基础上，将RFID技术用于物流、信息管理、数据采集、质量追踪、产品和运输定位等环节，从而使烟草管理信息实现自动化、实时化。RFID技术主要用在烟草行业的原料烟叶收购、卷烟生产工艺流程、成品销售物流、成品防伪管理等方面RFID技术应用和数据实时处理环节。RFID阅读器及配套天线成为上述环节必不可少的部分。
在烟草仓储物流RFID领域，当前的阅读器天线安装在叉车前部，该天线与地面垂直，天线后面是叉车金属板，叉车前部下方存在一对用来扣住塑料托盘的金属臂。常见阅读器天线朝天线的正前方辐射，然而位于天线后的金属板及与天线下方的金属臂会干扰阅读器天线的通信方向。此外金属臂上叠加的塑料托盘也会对天线造成影响；通过现场测试，我们发现在叉车对烟草进行盘库、转运过程中，由于叉车位置随时在动，导致叉车上的读头天线和托盘标签/地埋标签相对位置不固定，标签天线的极化方向(水平极化)和读写器的读头天线极化方向(垂直极化)极易失配，严重影响读头和标签的通信距离，及相应标签的读取率。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明的目的是提供一种仓储物流叉车共形RFID泄漏电缆多极化MIMO天线系统，该天线系统具有多个RF读取通道、多种极化方式，兼顾托盘标签、地埋式库位标签读写需求，功能全面。
为了实现上述目的，本发明采用了以下的技术方案：
一种仓储物流叉车共形RFID泄漏电缆多极化MIMO天线系统，包括设置在叉车上的第一RF通道、第二RF通道和第三RF通道，所述第一RF通道设置在叉车金属前面板上，且第一RF通道由阅读器垂直引出后围成一个开环，第二RF通道和第三RF通道分别位于第一RF通道的两侧，且所述第二RF通道延伸至一个叉车臂上，所述第三RF通道延伸至另一个叉车臂上，第二RF通道和第三RF通道上均设有避让开环的折弯部，第一RF通道、第二RF通道和第三RF通道上均设有开口。
作为优选方案：所述第二RF通道和第三RF通道上的折弯部围合成的图形与第一RF通道开环的图形相同。
作为优选方案：所述第一RF通道的开环为矩形或者正方形。
作为优选方案：所述开口为领结形。
作为优选方案：所述第一RF通道包括依次连接的第一RF连接头、第一泄漏电缆和第一短路片，所述第一RF通道的开口为横向设置在第一泄漏电缆上的第一缺口，多个第一缺口等距间隔设置。
作为优选方案：所述第二RF通道包括依次连接的第二RF连接头、第二泄漏电缆和第二短路片，所述第二RF通道的开口为横向设置在第二泄漏电缆上的第二缺口，所述第二缺口包括设置在叉车金属前面板上的第二垂直面缺口以及设置在一个叉车臂上的第二水平面缺口。
作为优选方案：所述第三RF通道包括依次连接的第三RF连接头、第三泄漏电缆和第三短路片，所述第三RF通道的开口为纵向设置在第二泄漏电缆上的第三缺口，所述第三缺口包括设置在叉车金属前面板上的第三垂直面缺口以及设置在一个叉车臂上的第三水平面缺口。
本发明的有益效果为：本发明充分发挥了泄漏电缆天线易于和叉车共形的优势，使得天线系统带有多种极化，解决了传统阅读器天线在和RFID标签通信时，由于标签位置姿态不固定，导致阅读器天线和标签天线极化失配的问题，可提高标签读取率。
附图说明
图1为本发明天线的总体结构示意图；
图2为本发明天线的正面结构示意图；
图3为本发明天线的第一RF通道的结构示意图；
图4为本发明天线的第二RF通道、第三RF通道的结构示意图；
图5为本发明天线的第二RF通道、第三RF通道的顶面结构示意图；
图6为本发明天线的第二RF通道的侧面结构示意图；
图7为本发明天线的第三RF通道的侧面结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
如图1至图7所示的一种仓储物流叉车共形RFID泄漏电缆多极化MIMO天线系统，包括设置在叉车上的第一RF通道1、第二RF通道2和第三RF通道3，所述第一RF通道1设置在叉车金属前面板上，且第一RF通道1由阅读器垂直引出后围成一个开环，第二RF通道2和第三RF通道3分别位于第一RF通道1的两侧，且所述第二RF通道2延伸至一个叉车臂上，所述第三RF通道3延伸至另一个叉车臂上，第二RF通道2和第三RF通道3上均设有避让开环的折弯部，第一RF通道1、第二RF通道2和第三RF通道3上均设有开口。
所述第二RF通道2和第三RF通道3上的折弯部围合成的图形与第一RF通道1开环的图形相同。所述第一RF通道1的开环为矩形或者正方形。所述开口为领结形。
所述第一RF通道1包括依次连接的第一RF连接头101、第一泄漏电缆102和第一短路片103，所述第一RF通道1的开口为横向设置在第一泄漏电缆102上的第一缺口104，多个第一缺口104等距间隔设置。
所述第二RF通道2包括依次连接的第二RF连接头201、第二泄漏电缆202和第二短路片204，所述第二RF通道2的开口为横向设置在第二泄漏电缆202上的第二缺口，所述第二缺口包括设置在叉车金属前面板上的第二垂直面缺口203以及设置在一个叉车臂上的第二水平面缺口205。
所述第三RF通道3包括依次连接的第三RF连接头301、第三泄漏电缆302和第三短路片304，所述第三RF通道3的开口为纵向设置在第二泄漏电缆302上的第三缺口，所述第三缺口包括设置在叉车金属前面板上的第三垂直面缺口303以及设置在一个叉车臂上的第三水平面缺口305。
泄漏电缆多极化MIMO天线系统的泄漏电缆开口形状为领结形，性能优越；在第一RF通道1，电缆等间距开口，每组开口位置距离下一组开口位置为0.25波长(物理长度)；在第二RF通道2和第三RF通道3，电缆非等间距开口，使得天线系统的辐射方向朝标签所在的方向倾斜。
如图1、图2、图3所示，第一RF通道1由安装在叉车4金属前面板的第一泄漏电缆102构成，第一泄漏电缆通过第一RF连接头101和RFID阅读器5连接，第一泄漏电缆102布线为正方形，正方形边长为0.25波长，在正方形的泄漏电缆的4边中点，有4个位于泄漏电缆纵向的领结形的第一缺口104，电磁波通过该第一缺口104朝叉车前方辐射，第一泄漏电缆102末端接有短路片103。
如图1、图2、图4所示，第二RF通道2由安装在叉车4金属前面板及叉车臂6上的第二泄漏电缆202构成，第二泄漏电缆通过第二RF接头201和RFID阅读器5连接，第二泄漏电缆走向分为3个方向，与RFID阅读器5相连的泄漏电缆走向垂直地面向下，转45度绕过第一RF通道1后，再垂直向下；第二泄漏电缆202到达叉车前面板底部后，走线方向为水平向左；直至叉车臂6，改为水平向前，第二泄漏电缆与叉车臂共形，最后与短路片204相连。
如图1、图2、图4、图5所示，第三RF通道3由安装在叉车4金属前面板及叉车臂6上的第三泄漏电缆302构成，第三泄漏电缆通过第三RF接头301和RFID阅读器5连接，该第三泄漏电缆走向分为3个方向，与RFID阅读器5相连的泄漏电缆走向垂直地面向下，转45度绕过第一RF通道1后，再垂直向下；第三泄漏电缆302到达叉车前面板底部后，走线方向为水平向右；直至叉车臂6，改为水平向前，第三泄漏电缆302与叉车臂共形，最后与短路片304相连。
该泄漏电缆实现的MIMO天线系统，其多极化特性由3个MIMO的RF通道实现。从图1、图2、图3可看出，该正方形走线的第一RF通道1的泄漏电缆，构成一个朝叉车前方辐射的圆极化天线，该天线可与托盘标签及托盘上的货物上的标签通信。从图1、图2、图4、图6可看出，第二RF通道2有多个极化方向；第二泄漏电缆202在与RFID阅读器5连接的初段，横向领结形的第二缺口构造出垂直极化特性；第二泄漏电缆202在叉车4前面板底部，横向领结形的第二垂直面缺口203构造出水平极化特性；第二泄漏电缆202在叉车臂6，横向领结形的第二水平面缺口205构造出水平极化特性。从图1、图2、图4、图7可看出，第三RF通道3有多个极化方向；第三泄漏电缆302在与RFID阅读器5连接的初段，纵向领结形的第三缺口构造出水平极化特性；第三泄漏电缆在叉车4前面板底部，纵向领结形的第三垂直面缺口303构造出垂直极化特性；第三泄漏电缆在叉车臂6，纵向领结形的第三水平面缺口305构造出垂直极化特性。
根据上述方案，本新型叉车共形RFID泄漏电缆多极化MIMO天线系统，具有多种极化方式，可保证在叉车前方区域的电磁波兼具多个极化方向。叉车正前方托盘上的货物标签，可主要由第一RF通道1的泄漏电缆实现的圆极化天线通信；位于托盘正中央托盘标签，可主要由第二RF通道2和第三RF通道3实现水平极化和垂直极化的通信；埋入水泥地面浅层的货位标签，则可主要由第二RF通道2和第三RF通道通道3位于叉车臂6上的泄漏电缆天线实现近场通信。该MIMO天线系统，兼具多个极化方向、近场/远场通信特性、信号覆盖范围大，性能较为全面，非常适合用于卷烟物流叉车阅读器。
应当指出，以上实施例仅是本发明的代表性例子。本发明还可以有许多变形。凡是依据本发明的实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应认为属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种仓储物流叉车共形RFID泄漏电缆多极化MIMO天线系统，其特征在于：包括设置在叉车上的第一RF通道(1)、第二RF通道(2)和第三RF通道(3)，所述第一RF通道(1)设置在叉车金属前面板上，且第一RF通道(1)由阅读器垂直引出后围成一个开环，第二RF通道(2)和第三RF通道(3)分别位于第一RF通道(1)的两侧，且所述第二RF通道(2)延伸至一个叉车臂上，所述第三RF通道(3)延伸至另一个叉车臂上，第二RF通道(2)和第三RF通道(3)上均设有避让开环的折弯部，第一RF通道(1)、第二RF通道(2)和第三RF通道(3)上均设有开口。
2.根据权利要求1所述的一种仓储物流叉车共形RFID泄漏电缆多极化MIMO天线系统，其特征在于：所述第二RF通道(2)和第三RF通道(3)上的折弯部围合成的图形与第一RF通道(1)开环的图形相同。
3.根据权利要求1或2所述的一种仓储物流叉车共形RFID泄漏电缆多极化MIMO天线系统，其特征在于：所述第一RF通道(1)的开环为矩形或者正方形。
4.根据权利要求1或2所述的一种仓储物流叉车共形RFID泄漏电缆多极化MIMO天线系统，其特征在于：所述开口为领结形。
5.根据权利要求1所述的一种仓储物流叉车共形RFID泄漏电缆多极化MIMO天线系统，其特征在于：所述第一RF通道(1)包括依次连接的第一RF连接头(101)、第一泄漏电缆(102)和第一短路片(103)，所述第一RF通道(1)的开口为横向设置在第一泄漏电缆(102)上的第一缺口(104)，多个第一缺口(104)等距间隔设置。
6.根据权利要求1所述的一种仓储物流叉车共形RFID泄漏电缆多极化MIMO天线系统，其特征在于：所述第二RF通道(2)包括依次连接的第二RF连接头(201)、第二泄漏电缆(202)和第二短路片(204)，所述第二RF通道(2)的开口为横向设置在第二泄漏电缆(202)上的第二缺口，所述第二缺口包括设置在叉车金属前面板上的第二垂直面缺口(203)以及设置在一个叉车臂上的第二水平面缺口(205)。
7.根据权利要求1所述的一种仓储物流叉车共形RFID泄漏电缆多极化MIMO天线系统，其特征在于：所述第三RF通道(3)包括依次连接的第三RF连接头(301)、第三泄漏电缆(302)和第三短路片(304)，所述第三RF通道(3)的开口为纵向设置在第二泄漏电缆(302)上的第三缺口，所述第三缺口包括设置在叉车金属前面板上的第三垂直面缺口(303)以及设置在一个叉车臂上的第三水平面缺口(305)。
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