CN111444738A - 一种模块化天线感测系统及模块化天线 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种模块化天线及模块化天线感测系统，包括：基板，基板上设置有感应面，在感应面上形成有第一沟渠和第二沟渠，其中，第一沟渠将感应面划分为第一区域、第二沟渠将感应面划分为第二区域，第一区域和第二区域部分重叠；第一天线模块，包括第一天线和第一电路；第二天线模块，包括第二天线和第二电路，第二天线与第一天线部分交错；读取器连接在第一电路和第二电路之间，用于接收第一射频信号和第二射频信号；处理器与读取器连接，用于控制读取器获取第一射频信号和第二射频信号。本发明可以轻松地进行模块化天线组合设计且拥有好的感应效能，能够适用于大面积的连续感应。

Description

一种模块化天线感测系统及模块化天线
技术领域
本发明涉及无线感应技术领域，特别涉及一种模块化天线感测系统及模块化天线。
背景技术
由于RFID技术的成熟，藉由储存有数据的射频卷标，可以实现自动辨识与追踪所述的物品。某些标签在识别时从识别器发出的电磁场中就可以得到能量，并不需要电池；也有标签本身拥有电源，并可以主动发出射频无线电波。
除了标签本身之外，最重要的就是如何建立一个能够读取射频信号的场域，这样子的场域主要是由天线所构成。射频标签是否能够进行有效的感应，需要仰赖电磁波的场形，又场形关系于天线的布建与设计。
传统高频天线能够读取射频信号的场域尺寸范围受到可用功率及法规的限制，其单一天线有效的感应尺寸范围一侧边的长度为小于60厘米，另一侧边的长度则小于20厘米，因此在大范围感应使用时就必须将多个天线并排使用，也使得多个天线在并排邻接区域无法进行有效的感应而形成射频标签的读取盲区。
因此，传统的天线设计在大范围感应使用时通常需要依照感应的需求进行客制化的设计，在设计、维修的成本上都是偏高的。
发明内容
本发明的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。
为此，本发明的目的在于提出一种模块化天线感测系统及模块化天线。
为了实现上述目的，本发明的实施例提供一种模块化天线感测系统，包括：
基板，所述基板上设置有感应面，在所述感应面上形成有第一沟渠和第二沟渠，其中，所述第一沟渠将所述感应面划分为第一区域、所述第二沟渠将所述感应面划分为第二区域，所述第一区域和所述第二区域部分重叠；
第一天线模块，包括第一天线和第一电路，其中，所述第一天线与所述第一电路连接，所述第一天线设置在所述第一沟渠上以形成第一感应区域，所述第一天线通过所述第一电路传输第一射频信号；
第二天线模块，包括第二天线和第二电路，其中，所述第二天线与所述第二电路连接，所述第二天线设置在所述第二沟渠上以形成第二感应区域，所述第二天线通过所述第二电路传输第二射频信号，所述第二天线与所述第一天线部分交错；
读取器，所述读取器连接在所述第一电路和第二电路之间，用于接收所述第一射频信号和第二射频信号；
处理器，所述处理器与所述读取器连接，用于控制所述读取器获取所述第一射频信号和第二射频信号。
进一步，所述基板为一个或多个，多个所述基板在水平方向排列或垂直方向排列。
进一步，所述基板为矩形，所述基板还包括线槽，所述线槽形成于所述基板的侧边，用于容置所述读取器的电缆线。
进一步，所述第一区域和第二区域的尺寸范围满足如下条件：
所述第一区域和第二区域的一个侧边的长度为小于60厘米，另一侧边的长度小于20厘米。
进一步，所述第一沟渠和所述第二沟渠低于所述感应面的水平面。
进一步，所述第一沟渠和所述第二沟渠的深度均不大于10毫米。
进一步，所述基板还包括：盲孔集线槽，以分别设置所述第一电路和第二电路，由所述盲孔集线槽连通所述第一沟渠与所述第二沟渠。
进一步，所述处理器通过轮序扫描方式操作所述读取器，以驱动所述第一天线模块和所述第二天线模块，在同一时间内仅只读取到所述第一射频信号或所述第二射频信号。
进一步，利用所述第一区域和第二区域重叠的部分，进行所述第一射频信号和第二射频信号的交换。
本发明的实施例还提供一种模块化天线，包括：基板，所述基板上设置有感应面，在所述感应面上形成有第一沟渠和第二沟渠，其中，所述第一沟渠将所述感应面划分为第一区域、所述第二沟渠将所述感应面划分为第二区域，所述第一区域和所述第二区域部分重叠；第一天线模块，包括第一天线和第一电路，其中，所述第一天线与所述第一电路连接，所述第一天线设置在所述第一沟渠上以形成第一感应区域，所述第一天线通过所述第一电路传输第一射频信号；第二天线模块，包括第二天线和第二电路，其中，所述第二天线与所述第二电路连接，所述第二天线设置在所述第二沟渠上以形成第二感应区域，所述第二天线通过所述第二电路传输第二射频信号，所述第二天线与所述第一天线部分交错。
根据本发明实施例的模块化天线感测系统及模块化天线，可以轻松地进行模块化天线组合设计且拥有好的感应效能，能够适用于大面积的连续感应。本发明克服了传统高频天线能够读取射频信号的场域尺寸范围受到可用功率及法规的限制的缺陷，可以进行有效的感应，实现对射频信号的读取，实现大范围感应使用。并且本发明在设计、维修的成本上均较低，适合广泛推广。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本发明实施例的模块化天线感测系统的平面示意图；
图2为根据本发明实施例的模块化天线的平面示意图；
图3为图1的第一天线与第二天线重迭区域的放大示意图。
附图标记：
10-模块化天线；
12-基板；
122-感应面；124-第一沟渠；126-第二沟渠；
128-盲孔集线槽；1210-线槽；
14-第一天线模块；
142-第一天线；144-第一电路；
16-第二天线模块；
162-第二天线；164-第二电路；
30-模块化天线感测系统；32-读取器；322-电缆线；34-处理器；
FA-第一区域；SA-第二区域；TA-第三区域；FSA-第一感应区域；
FRF-第一射频信号；SSA-第二感应区域；SRF-第二射频信号
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。
本发明实施例提供一种无间断、广域式且模块化的模块化天线及模块化天线感测系统。
如图1所示，本发明实施例的模块化天线10感测系统，包括：基板12、第一天线模块14、第二天线模块16、读取器32和处理器34。
在本发明的实施例中，基板12为一个或多个，多个基板12在水平方向排列或垂直方向排列。
本发明的实施例中，基板12可以为矩形、圆形、椭圆形、方形、任意多边形等，可以根据需要进行设置选取。
并且，基板12还包括线槽1210，线槽1210形成于基板12的侧边，用于容置读取器32的电缆线322等。
具体的，基板12上设置有感应面122，在感应面122上形成有第一沟渠124和第二沟渠126。其中，第一沟渠124将感应面122划分为第一区域、第二沟渠126将感应面122划分为第二区域，第一区域和第二区域部分重叠。
需要说明的是，第一沟渠124和第二沟渠126均低于感应面122的水平面。其中，图1和图2的水平面，是指XY平面。
优选的，第一沟渠124和第二沟渠126的深度均不大于10毫米。
参考图1，第一沟渠124将感应面122划分为第一区域FA，第二沟渠126将感应面122划分为第二区域SA。其中，第一区域FA与第二区域SA部分重叠。将重叠的的部分记为第三区域TA。
在本发明的实施例中，第一区域FA和第二区域SA的尺寸范围满足如下条件：
第一区域FA和第二区域SA的一个侧边的长度为小于60厘米，另一侧边的长度小于20厘米。
此外，基板12进一步包括盲孔集线槽128，以分别地设置第一电路144和第二电路164。通过盲孔集线槽128连通将第一沟渠124和第二沟渠126进行连通。
第一天线模块14包括第一天线142和第一电路，其中，第一天线142与第一电路连接，第一天线142设置在第一沟渠124上以形成第一感应区域，第一天线142通过第一电路传输第一射频信号。
具体的，第一感应区域FSA属于近场通讯，例如感应的范围约在10厘米以内。需要说明的是，第一感应区域FSA也可以为远场通讯，根据具体需要进行选择设置。
第二天线模块16包括第二天线162和第二电路164，其中，第二天线与第二电路164连接，第二天线162设置在第二沟渠126上以形成第二感应区域，第二天线通过第二电路164传输第二射频信号SRF，第二天线与第一天线142部分交错。
具体的，第二感应区域SSA属于近场通讯。需要说明的是，第二感应区域也可以为远场通讯，根据具体需要进行选择设置。
第二天线162和第一天线142部分重叠，参考图3，本发明图1和图2中第一天线142与第二天线重迭区域的放大示意图。利用第一区域和第二区域重叠的部分，进行第一射频信号和第二射频信号的交换。
读取器32连接在第一电路和第二电路164之间，用于接收第一射频信号和第二射频信号。
在本发明的实施例中，读取器32附带有电缆线322用于电性连接第一电路144和第二电路164。
处理器34与读取器32连接，用于控制读取器32获取第一射频信号和第二射频信号。
此外，处理器34通过轮序扫描方式操作读取器32，以驱动第一天线模块14和第二天线模块16，在同一时间内仅只读取到第一射频信号FRF或所述的第二射频信号SRF。
因此，在第三区域TA(即第一区域FA与所述的第二区域SA之重迭部份)，进行第一射频信号FRF和第二射频信号SRF的交换，其可以通过扫描的方式，实现无间隙或无缝隙的感应。值得注意的是，虽然在本实施例中，提出一种扫描的方式，但是扫描的方式也可以更改为奇数扫瞄、偶数扫描、随机扫描等可编程的扫描方式。
此外，本发明实施例还提出一种模块化天线10，包括：基板12、第一天线模块14和第二天线模块16。
本发明的模块化天线10可应用于设置带有无线射频辨识(RFID)的容器，例如餐盘、试管、血袋、餐盒等。该无线射频识别器可以纪录容器内的数据，例如数据可以是桌号、菜名、出菜者、时间戳纪、有效时间等。
在本发明的实施例中，基板12为一个或多个，多个基板12在水平方向排列或垂直方向排列。
本发明的实施例中，基板12可以为矩形、圆形、椭圆形、方形、任意多边形等，可以根据需要进行设置选取。
并且，基板12还包括线槽1210，线槽1210形成于基板12的侧边，用于容置读取器32的电缆线322等。
具体的，基板12上设置有感应面122，在感应面122上形成有第一沟渠124和第二沟渠126。其中，第一沟渠124将感应面122划分为第一区域、第二沟渠126将感应面122划分为第二区域，第一区域和第二区域部分重叠。
需要说明的是，第一沟渠124和第二沟渠126均低于感应面122的水平面。其中，图1和图2的水平面，是指XY平面。
优选的，第一沟渠124和第二沟渠126的深度均不大于10毫米。
参考图1，第一沟渠124将感应面122划分为第一区域FA，第二沟渠126将感应面122划分为第二区域SA。其中，第一区域FA与第二区域SA部分重叠。将重叠的的部分记为第三区域TA。
在本发明的实施例中，第一区域FA和第二区域SA的尺寸范围满足如下条件：
第一区域FA和第二区域SA的一个侧边的长度为小于60厘米，另一侧边的长度小于20厘米。
此外，基板12进一步包括盲孔集线槽128，以分别地设置第一电路144和第二电路164。通过盲孔集线槽128连通将第一沟渠124和第二沟渠126进行连通。
第一天线模块14包括第一天线142和第一电路，其中，第一天线142与第一电路连接，第一天线142设置在第一沟渠124上以形成第一感应区域，第一天线142通过第一电路传输第一射频信号。
具体的，第一感应区域FSA属于近场通讯，例如感应的范围约在10厘米以内。需要说明的是，第一感应区域FSA也可以为远场通讯，根据具体需要进行选择设置。
第二天线模块16包括第二天线162和第二电路164，其中，第二天线与第二电路164连接，第二天线162设置在第二沟渠126上以形成第二感应区域，第二天线通过第二电路164传输第二射频信号SRF，第二天线与第一天线142部分交错。
具体的，第二感应区域SSA属于近场通讯。需要说明的是，第二感应区域也可以为远场通讯，根据具体需要进行选择设置。
第二天线162和第一天线142部分重叠，参考图3，本发明图1和图2中第一天线142与第二天线重迭区域的放大示意图。利用第一区域和第二区域重叠的部分，进行第一射频信号和第二射频信号的交换。
根据本发明实施例的模块化天线感测系统及模块化天线，可以轻松地进行模块化天线组合设计且拥有好的感应效能，能够适用于大面积的连续感应。本发明克服了传统高频天线能够读取射频信号的场域尺寸范围受到可用功率及法规的限制的缺陷，可以进行有效的感应，实现对射频信号的读取，实现大范围感应使用。并且本发明在设计、维修的成本上均较低，适合广泛推广。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (10)

1.一种模块化天线感测系统，其特征在于，包括：
基板，所述基板上设置有感应面，在所述感应面上形成有第一沟渠和第二沟渠，其中，所述第一沟渠将所述感应面划分为第一区域、所述第二沟渠将所述感应面划分为第二区域，所述第一区域和所述第二区域部分重叠；
第一天线模块，包括第一天线和第一电路，其中，所述第一天线与所述第一电路连接，所述第一天线设置在所述第一沟渠上以形成第一感应区域，所述第一天线通过所述第一电路传输第一射频信号；
第二天线模块，包括第二天线和第二电路，其中，所述第二天线与所述第二电路连接，所述第二天线设置在所述第二沟渠上以形成第二感应区域，所述第二天线通过所述第二电路传输第二射频信号，所述第二天线与所述第一天线部分交错；
读取器，所述读取器连接在所述第一电路和第二电路之间，用于接收所述第一射频信号和第二射频信号；
处理器，所述处理器与所述读取器连接，用于控制所述读取器获取所述第一射频信号和第二射频信号。
2.如权利要求1所述的模块化天线感测系统，其特征在于，所述基板为一个或多个，多个所述基板在水平方向排列或垂直方向排列。
3.如权利要求1或2所述的模块化天线感测系统，其特征在于，所述基板为矩形，所述基板还包括线槽，所述线槽形成于所述基板的侧边，用于容置所述读取器的电缆线。
4.如权利要求1所述的模块化天线感测系统，其特征在于，所述第一区域和第二区域的尺寸范围满足如下条件：
所述第一区域和第二区域的一个侧边的长度为小于60厘米，另一侧边的长度小于20厘米。
5.如权利要求1所述的模块化天线感测系统，其特征在于，所述第一沟渠和所述第二沟渠低于所述感应面的水平面。
6.如权利要求1或5所述的模块化天线感测系统，其特征在于，所述第一沟渠和所述第二沟渠的深度均不大于10毫米。
7.如权利要求1所述的模块化天线感测系统，其特征在于，所述基板还包括：盲孔集线槽，以分别设置所述第一电路和第二电路，由所述盲孔集线槽连通所述第一沟渠与所述第二沟渠。
8.如权利要求1所述的模块化天线感测系统，其特征在于，所述处理器通过轮序扫描方式操作所述读取器，以驱动所述第一天线模块和所述第二天线模块，在同一时间内仅只读取到所述第一射频信号或所述第二射频信号。
9.如权利要求1所述的模块化天线感测系统，其特征在于，利用所述第一区域和第二区域重叠的部分，进行所述第一射频信号和第二射频信号的交换。
10.一种模块化天线，其特征在于，包括：
基板，所述基板上设置有感应面，在所述感应面上形成有第一沟渠和第二沟渠，其中，所述第一沟渠将所述感应面划分为第一区域、所述第二沟渠将所述感应面划分为第二区域，所述第一区域和所述第二区域部分重叠；
第一天线模块，包括第一天线和第一电路，其中，所述第一天线与所述第一电路连接，所述第一天线设置在所述第一沟渠上以形成第一感应区域，所述第一天线通过所述第一电路传输第一射频信号；
第二天线模块，包括第二天线和第二电路，其中，所述第二天线与所述第二电路连接，所述第二天线设置在所述第二沟渠上以形成第二感应区域，所述第二天线通过所述第二电路传输第二射频信号，所述第二天线与所述第一天线部分交错。
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