DE102017209614A1 - Decoupling device and RFID reader with decoupling device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf eine Entkopplungsvorrichtung (1) mit zwei Signalpfaden (21, 22). Jeder Signalpfad (21, 22) weist einen Antennenanschluss (3), einen Sendesignaleingang (4), einen Überkoppelausgang (6), einen Überkoppeleingang (7) und eine Verarbeitungsvorrichtung (8) auf. Dabei gelangt ein am Sendesignaleingang (4) anliegendes Sendesignal (Tx_f1, Tx_f2) zum Antennenanschluss (3), zum Überkoppelausgang (6) und zur Verarbeitungsvorrichtung (8). Ein am Antennenanschluss (3) anliegendes Empfangssignal (Rx_1, Rx_2) und ein am Überkoppeleingang (7) anliegendes Überkoppelsignal (Tx_f2, Tx_f1) gelangen zur Verarbeitungsvorrichtung (8). Die Verarbeitungsvorrichtung (8) verarbeitet das Sendesignal (Tx_f1, Tx_f2), das Überkoppelsignal (Tx_f2, Tx_f1) und das Empfangssignal (Rx_1, Rx_2) derartig miteinander, dass sich eine Subtraktion des Sendesignals (Tx_f1, Tx_f2) und des Überkoppelsignals (Tx_f2, Tx_f1) von dem Empfangssignal (Rx_1, Rx_2) ergibt. Weiterhin sind die Überkoppelausgänge (6) und die Überkoppeleingänge (7) der zwei Signalpfade (21, 22) jeweils so miteinander gekoppelt, dass jeweils ein Überkoppelausgang (6) eines der zwei Signalpfade (21, 22) mit dem Überkoppeleingang (7) des jeweils anderen der zwei Signalpfade (22, 21) für eine Übertragung von Signalen gekoppelt ist. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein RFID-Lesegerät. The invention relates to a decoupling device (1) with two signal paths (21, 22). Each signal path (21, 22) has an antenna connection (3), a transmission signal input (4), an over-coupling output (6), an over-coupling input (7) and a processing device (8). In this case, a transmission signal (Tx_f1, Tx_f2) applied to the transmission signal input (4) arrives at the antenna connection (3), at the coupling-over output (6) and at the processing device (8). A reception signal (Rx_1, Rx_2) applied to the antenna connection (3) and a coupling-over signal (Tx_f2, Tx_f1) applied to the over-coupling input (7) reach the processing device (8). The processing device (8) processes the transmission signal (Tx_f1, Tx_f2), the over-coupling signal (Tx_f2, Tx_f1) and the reception signal (Rx_1, Rx_2) in such a way that a subtraction of the transmission signal (Tx_f1, Tx_f2) and the coupling signal (Tx_f2, Tx_f1 ) from the received signal (Rx_1, Rx_2). Furthermore, the over-coupling outputs (6) and the over-coupling inputs (7) of the two signal paths (21, 22) are each coupled to one another such that in each case a coupling output (6) of one of the two signal paths (21, 22) to the over-coupling input (7) of each another of the two signal paths (22, 21) is coupled for transmission of signals. Furthermore, the invention relates to an RFID reader.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Entkopplungsvorrichtung sowie auf ein RFID-Lesegerät mit einer Entkopplungsvorrichtung.The invention relates to a decoupling device and to an RFID reader with a decoupling device.
Von einem RFID-Lesegerät wird typischerweise ein einzelner Träger in Form einer festen Frequenz (das sog. Trägersignal) zum RFID-Transponder (oder auch RFID-Tag) ausgesendet. Aus diesem Signal wird in passiven RFID-Transpondern die Energie zur Versorgung der Elektronik (Analog- und Digitalteil) gewonnen, wenn sie sich im Reichweitenbereich befinden. Mittels Gleichrichter wird das Trägersignal in eine Gleichspannung zur Versorgung des Transponders umgewandelt.An RFID reader typically emits a single carrier in the form of a fixed frequency (the so-called carrier signal) to the RFID transponder (or RFID tag). This signal is used in passive RFID transponders to generate energy for supplying the electronics (analog and digital part) when they are in range. By means of rectifier, the carrier signal is converted into a DC voltage for supplying the transponder.
Zur Steigerung der Umwandlungseffizienz können mehrere Frequenzen parallel oder moduliert ausgesendet werden (vgl. [1] bis [5]). Dies können zum Beispiel zwei benachbarte Frequenzen
Erzeugt man in einem Lesegerät ein oder mehrere Trägersignale, so werden diese in die Empfangsschaltung des RFID-Lesegeräts eingekoppelt. Die Einkopplung kann dabei über verschiedene Pfade erfolgen. Unabhängig vom Koppelpfad wird das Trägersignal gedämpft.If one or more carrier signals are generated in a reading device, these are coupled into the receiving circuit of the RFID reader. The coupling can be done via different paths. Regardless of the coupling path, the carrier signal is attenuated.
Ein möglicher Weg der Einkopplung ist das Übersprechen von der Sende- zur Empfangsantenne. Eine weitere Art der Einkopplung kann durch einen parasitären Pfad in der Trennung zwischen Sende- und Empfangspfad erfolgen. Der Leistungspegel des eingekoppelten Sendesignals ist typischerweise 50 bis 60 dB stärker als die vom Transponder empfangenen modulierten Seitenbänder (Transponderantwort).One possible way of coupling is crosstalk from the transmitting to the receiving antenna. Another type of coupling can be done by a parasitic path in the separation between transmit and receive paths. The power level of the injected transmit signal is typically 50 to 60 dB stronger than the modulated sidebands (transponder response) received by the transponder.
Zur Verbesserung der Lesereichweite muss im RFID-Lesegerät das Trägersignal gedämpft bzw. unterdrückt werden, ohne das im gleichen Band befindliche Empfangssignal zu beeinträchtigen. Diese gezielte Dämpfung wird als Trägerunterdrückung bezeichnet und reduziert die Leistung des eingekoppelten Sendesignals. Das unterdrückte Sendersignal kann dann zusammen mit der Transponderantwort mittels eines rauscharmen Verstärkers (sog. Low Noise Amplifier, LNA) verstärkt werden.To improve the reading range, the carrier signal must be attenuated or suppressed in the RFID reader without affecting the received signal in the same band. This targeted attenuation is referred to as carrier suppression and reduces the power of the injected transmit signal. The suppressed transmitter signal can then be amplified together with the transponder response by means of a low-noise amplifier (so-called Low Noise Amplifier, LNA).
Ist die Trägerunterdrückung nicht oder nur teilweise vorhanden, so werden im Empfangspfad befindliche aktive Komponenten (z. B. LNA) übersteuert. Dies erzeugt in Verbindung mit nichtlinearem Verhalten der Komponenten Intermodulationsprodukte. Diese können so stark sein, dass eine Demodulation der Transponderantwort schlecht oder nicht mehr möglich ist.If the carrier suppression is not present or only partially present, active components (eg LNA) located in the receive path are overdriven. This, in conjunction with nonlinear behavior of the components, produces intermodulation products. These can be so strong that a demodulation of the transponder response is bad or no longer possible.
Eine Umsetzung der Mehrbandübertragung mittels Dualband-Zirkulator offenbart z. B. die
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Die
Alternativ kann im digitalen Bereich eine Trägerunterdrückung erfolgen. Dazu wird ein Teil des Sende-Signals ausgekoppelt, mit einem entsprechenden Kanalmodel gefiltert und dem Empfangssignal destruktiv überlagert (vgl. [6] oder [7]).Alternatively, a carrier suppression can take place in the digital domain. For this purpose, part of the transmitted signal is coupled out, filtered with a corresponding channel model and destructively superimposed on the received signal (compare [6] or [7]).
Im Stand der Technik wird jedoch nicht der Fall diskutiert, dass in zwei oder mehreren Empfangssignalen das gleiche Nutzsignal enthalten ist. In diesem Fall ist eine destruktive Überlagerung nicht möglich, da sonst die Nutzsignale ausgelöscht werden. In the prior art, however, the case is not discussed that in two or more received signals, the same useful signal is included. In this case, a destructive overlay is not possible, since otherwise the useful signals are extinguished.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung vorzuschlagen, die die Problematik der Kopplung und der Trägerunterdrückung bei der Verwendung von mehreren Sendefrequenzen auch in dem Fall löst oder zumindest reduziert, dass mehrere Empfangssignale ein gleiches Nutzsignal aufweisen.The object of the invention is to propose a device which solves the problem of coupling and carrier suppression in the use of multiple transmission frequencies even in the case or at least reduces that multiple received signals have an identical useful signal.
Die Erfindung löst die Aufgabe durch eine Entkopplungsvorrichtung, die mindestens zwei Signalpfade aufweist.The invention solves the problem by a decoupling device having at least two signal paths.
Jeder Signalpfad weist einen Antennenanschluss, einen Sendesignaleingang, einen Überkoppelausgang, einen Überkoppeleingang und eine Verarbeitungsvorrichtung auf. Der Sendesignaleingang und der Antennenanschluss sind derartig miteinander gekoppelt, dass ein am Sendesignaleingang anliegendes Sendesignal zum Antennenanschluss gelangt. Der Sendesignaleingang und der Überkoppelausgang sind derartig miteinander gekoppelt, dass das am Sendesignaleingang anliegende Sendesignal zum Überkoppelausgang gelangt. Der Sendesignaleingang und die Verarbeitungsvorrichtung sind derartig miteinander gekoppelt, dass das am Sendesignaleingang anliegende Sendesignal zur Verarbeitungsvorrichtung gelangt. Der Antennenanschluss und die Verarbeitungsvorrichtung sind derartig miteinander gekoppelt, dass ein am Antennenanschluss anliegendes Empfangssignal zur Verarbeitungsvorrichtung gelangt. Der Überkoppeleingang und die Verarbeitungsvorrichtung sind derartig miteinander gekoppelt, dass ein am Überkoppeleingang anliegendes Überkoppelsignal zur Verarbeitungsvorrichtung gelangt. Die Verarbeitungsvorrichtung ist derartig ausgestaltet, das Sendesignal, das Überkoppelsignal und das Empfangssignal derartig miteinander zu verarbeiten, dass sich eine Subtraktion des Sendesignals und des Überkoppelsignals von dem Empfangssignal ergibt. Die Überkoppelausgänge und die Überkoppeleingänge der zwei Signalpfade sind jeweils so miteinander gekoppelt, dass jeweils ein Überkoppelausgang eines der zwei Signalpfade mit dem Überkoppeleingang des jeweils anderen der zwei Signalpfade für eine Übertragung von Signalen gekoppelt ist.Each signal path has an antenna connection, a transmission signal input, a coupling-over output, an over-coupling input and a processing device. The transmission signal input and the antenna connection are coupled to one another such that a transmission signal present at the transmission signal input reaches the antenna connection. The transmission signal input and the coupling-over output are coupled to one another such that the transmission signal applied to the transmission signal input reaches the coupling-over output. The transmission signal input and the processing device are coupled to one another such that the transmission signal applied to the transmission signal input reaches the processing device. The antenna connection and the processing device are coupled to one another such that a receive signal applied to the antenna connection reaches the processing device. The over-coupling input and the processing device are coupled to one another in such a way that an over-coupling signal applied to the over-coupling input reaches the processing device. The processing device is designed in such a way to process the transmission signal, the coupling-over signal and the reception signal with one another such that a subtraction of the transmission signal and of the coupling-over signal results from the reception signal. The over-coupling outputs and the over-coupling inputs of the two signal paths are each coupled to each other such that in each case a coupling output of one of the two signal paths is coupled to the over-coupling input of the other of the two signal paths for a transmission of signals.
Bei der erfindungsgemäßen Entkopplungsvorrichtung - eine alternative Bezeichnung in Anlehnung an den Stand der Technik wäre Zirkulator - ist somit pro Sendesignal ein Signalpfad vorgesehen. In diesem Signalpfad wird ebenfalls das Empfangssignal verarbeitet, welches von der Antenne, mit der das Sendesignal ausgesendet wird, empfangen wird. Über den jeweiligen Signalpfad gelangt das Sendesignal zu einem Antennenanschluss. Zudem wird das Sendesignal einer Verarbeitungsvorrichtung zugeführt. Überdies gelangt das Sendesignal auch zu dem anderen Signalpfad oder zu den anderen Signalpfaden, wenn mehr als zwei Sendesignale verwendet werden.In the decoupling device according to the invention - an alternative designation based on the prior art would be circulator - thus a signal path is provided per transmit signal. In this signal path, the received signal is also processed, which is received by the antenna with which the transmission signal is emitted. Via the respective signal path, the transmission signal reaches an antenna connection. In addition, the transmission signal is supplied to a processing device. Moreover, the transmission signal also passes to the other signal path or to the other signal paths when more than two transmission signals are used.
Die Rückführung des Sendesignals innerhalb des zugehörigen Signalpfads dient dazu, das Trägersignal aus dem Empfangssignal zu entfernen. Das Empfangssignal wird dabei über den besagten Antennenanschluss empfangen und ebenfalls der Verarbeitungsvorrichtung zugeführt. Das dem anderen Signalpfad oder den anderen Signalpfaden zugeführte Sendesignal dient dort dazu, das Übersprechen zwischen den Antennen in Bezug auf die Sendesignale zu kompensieren. Da alle Signalpfade gleich aufgebaut sind, erhält der Signalpfad auch das Sendesignal des anderen Signalpfads bzw. die Sendesignale der anderen Signalpfade. Dieses andere Sendesignal wird dabei als Überkoppelsignal bezeichnet. Das Überkoppelsignal wird ebenfalls der Verarbeitungsvorrichtung zugeführt, um aus dem Empfangssignal entfernt zu werden.The feedback of the transmission signal within the associated signal path serves to remove the carrier signal from the received signal. The received signal is received via the said antenna connection and also fed to the processing device. The transmission signal supplied to the other signal path or the other signal paths serves there to compensate the crosstalk between the antennas with respect to the transmission signals. Since all signal paths have the same structure, the signal path also receives the transmission signal of the other signal path or the transmission signals of the other signal paths. This other transmission signal is referred to as over-coupling signal. The crossover signal is also supplied to the processing device to be removed from the received signal.
Eine Ausgestaltung besteht darin, dass die Überkoppelausgänge und die Überkoppeleingänge der zwei Signalpfade über einen gemeinsamen Übertragungspfad miteinander verbunden sind. In dieser Ausgestaltung werden somit die Überkoppelsignale über eine gemeinsame Verbindung zwischen den zwei Signalpfaden übertragen.One embodiment consists in that the over-coupling outputs and the over-coupling inputs of the two signal paths are connected to one another via a common transmission path. In this embodiment, the over-coupling signals are thus transmitted via a common connection between the two signal paths.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der Übertragungspfad mindestens eine Amplitudenstellvorrichtung und/oder eine Phaseneinstellvorrichtung aufweist.An embodiment provides that the transmission path has at least one amplitude adjusting device and / or one phase adjusting device.
Eine Ausgestaltung besteht darin, dass die Überkoppelausgänge und die Überkoppeleingänge der zwei Signalpfade über mindestens zwei Übertragungspfade miteinander verbunden sind. In dieser Ausgestaltung wird jedes Überkoppelsignal über eine eigene Verbindung übertragen.An embodiment consists in that the over-coupling outputs and the over-coupling inputs of the two signal paths are connected to one another via at least two transmission paths. In this embodiment, each over-coupling signal is transmitted via its own connection.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass jeder Übertragungspfad mindestens eine Amplitudenstellvorrichtung und/oder eine Phaseneinstellvorrichtung aufweist. Die Führung der Überkoppelsignale über separate Verbindung erlaubt es, die Anpassung in Bezug auf Amplitude und Phase separat für jedes Überkoppelsignal vorzunehmen.An embodiment provides that each transmission path has at least one amplitude adjusting device and / or one phase adjusting device. The guidance of the over-coupling signals via separate Connection allows the amplitude and phase to be adjusted separately for each crossover signal.
Eine Ausgestaltung besteht darin, dass die Verarbeitungsvorrichtung mindestens einen Differenzerzeuger zur Bildung einer Differenz zwischen mindestens zwei Signalen aufweist. Der Differenzerzeuger ist vorzugsweise dafür ausgestaltet, aus dem jeweiligen Empfangssignal ein weiteres Signal zu entfernen. Der Differenzerzeuger ist dabei in einer Ausgestaltung als Addierer ausgestaltet. Der Addierer erhält dabei die Signale - in einer Ausgestaltung von mindestens einer Phaseneinstellvorrichtung zur Einstellung der Phase - in einer solchen Form, dass sich durch die Addition von zwei Signalen eine Differenz ergibt.An embodiment consists in that the processing device has at least one difference generator for forming a difference between at least two signals. The difference generator is preferably designed to remove a further signal from the respective received signal. The difference generator is configured in one embodiment as an adder. The adder receives the signals - in one embodiment of at least one Phaseneinstellvorrichtung for adjusting the phase - in such a form that results in a difference by the addition of two signals.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Verarbeitungsvorrichtung mindestens zwei Differenzerzeuger aufweist: Einer der mindestens zwei Differenzerzeuger bildet eine Differenz zwischen dem Empfangssignal und dem Überkoppelsignal. Der andere der mindestens zwei Differenzerzeuger bildet eine Differenz zwischen dem Empfangssignal und dem Sendesignal. In dieser Ausgestaltung wird somit durch jeweils einen Differenzerzeuger das Sendesignal und das Überkoppelsignal aus dem Empfangssignal entfernt.An embodiment provides that the processing device has at least two difference generators: One of the at least two difference generators forms a difference between the received signal and the coupling-over signal. The other of the at least two difference generators forms a difference between the received signal and the transmission signal. In this embodiment, the transmission signal and the coupling-over signal are thus removed from the received signal by a respective difference generator.
In einer Ausgestaltung werden das Sendesignal und das Überkoppelsignal nacheinander aus dem Empfangssignal entfernt. Daher ist das Empfangssignal je nach Ausgestaltung bereits ein - durch die Differenzbildung - (vor)verarbeitetes Empfangssignal für den entsprechend nachgeordneten Differenzerzeuger.In one embodiment, the transmission signal and the over-coupling signal are successively removed from the reception signal. Therefore, depending on the configuration, the received signal is already a (previously) processed received signal for the correspondingly downstream difference generator by the subtraction.
Eine Ausgestaltung besteht darin, dass die Verarbeitungsvorrichtung - vorzugsweise nur - einen Differenzerzeuger aufweist. Der Differenzerzeuger bildet eine Differenz zwischen dem Empfangssignal und dem Überkoppelsignal sowie dem Sendesignal. In dieser Ausgestaltung entfernt ein Differenzerzeuger aus dem Empfangssignal das Überkoppelsignal und das Sendesignal.An embodiment is that the processing device - preferably only - has a difference generator. The difference generator forms a difference between the received signal and the over-coupling signal and the transmission signal. In this embodiment, a difference generator removes the over-coupling signal and the transmission signal from the received signal.
Die in den vorausgehenden Ausgestaltungen genannten und von dem jeweiligen Differenzerzeuger zu verarbeitenden Signale sind ggf. je nach Ausgestaltung vor der Differenzbildung durch den Differenzerzeuger bereits mindestens einem Verarbeitungsschritt unterzogen worden. Dies bezieht sich z. B. auf die Einstellung der Amplitude oder der Phase oder auf das Entfernen eines anderen Signals.The signals mentioned in the preceding embodiments and to be processed by the respective difference generator may have already been subjected to at least one processing step, depending on the configuration before the difference formation by the difference generator. This refers z. For example, to adjust the amplitude or phase, or to remove another signal.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der mindestens eine Differenzerzeuger als Teil der Verarbeitungsvorrichtung mindestens einen Hybrid aufweist.An embodiment provides that the at least one difference generator has at least one hybrid as part of the processing device.
Eine alternative oder ergänzende Ausgestaltung besteht darin, dass der mindestens eine Differenzerzeuger als Teil der Verarbeitungsvorrichtung mindestens einen Wilkinson-Teiler aufweist.An alternative or additional embodiment is that the at least one difference generator has as part of the processing device at least one Wilkinson divider.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Verarbeitungsvorrichtung mindestens eine Amplitudenstellvorrichtung zur Einstellung einer Amplitude eines Signals aufweist.An embodiment provides that the processing device has at least one amplitude adjusting device for setting an amplitude of a signal.
Eine Ausgestaltung besteht darin, dass die Verarbeitungsvorrichtung mindestens eine Phaseneinstellvorrichtung zur Einstellung einer Phase eines Signals aufweist.One embodiment is that the processing device has at least one phase adjustment device for setting a phase of a signal.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass jeder Signalpfad einen Leistungsteiler aufweist, und dass der Signaleingang mit einem Signaleingang des Leistungsteilers verbunden ist. Der Leistungsteiler erlaubt es, das Sendesignal dem Antennenanschluss, der Verarbeitungsvorrichtung und dem Überkoppelausgang zuzuführen.An embodiment provides that each signal path has a power divider, and that the signal input is connected to a signal input of the power divider. The power divider allows the transmission signal to be supplied to the antenna connection, the processing device and the coupling output.
Eine Ausgestaltung besteht darin, dass der Leistungsteiler mindestens einen Hybrid aufweist.One embodiment is that the power divider has at least one hybrid.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der Leistungsteiler mindestens einen Wilkinson-Teiler aufweist.An embodiment provides that the power divider has at least one Wilkinson divider.
Weiterhin löst die Erfindung die Aufgabe durch ein RFID-Lesegerät, das mindestens eine Antenne und eine Entkopplungsvorrichtung aufweist.Furthermore, the invention achieves the object by an RFID reader which has at least one antenna and a decoupling device.
Die Entkopplungsvorrichtung beaufschlagt die Antenne des RFID-Lesegeräts mit Sendesignalen und erzeugt mindestens ein reduziertes Empfangssignal. Die Entkopplungsvorrichtung weist mindestens zwei Signalpfade auf. Jeder Signalpfad weist einen Antennenanschluss, einen Sendesignaleingang, einen Überkoppelausgang, einen Überkoppeleingang und eine Verarbeitungsvorrichtung auf. Der Sendesignaleingang und der Antennenanschluss sind derartig miteinander gekoppelt, dass ein am Sendesignaleingang anliegendes Sendesignal zum Antennenanschluss gelangt. Der Sendesignaleingang und der Überkoppelausgang sind derartig miteinander gekoppelt, dass das am Sendesignaleingang anliegende Sendesignal zum Überkoppelausgang gelangt. Der Sendesignaleingang und die Verarbeitungsvorrichtung sind derartig miteinander gekoppelt, dass das am Sendesignaleingang anliegende Sendesignal zur Verarbeitungsvorrichtung gelangt. Der Antennenanschluss und die Verarbeitungsvorrichtung sind derartig miteinander gekoppelt, dass ein am Antennenanschluss anliegendes Empfangssignal zur Verarbeitungsvorrichtung gelangt. Der Überkoppeleingang und die Verarbeitungsvorrichtung sind derartig miteinander gekoppelt, dass ein am Überkoppeleingang anliegendes Überkoppelsignal zur Verarbeitungsvorrichtung gelangt. Die Verarbeitungsvorrichtung ist derartig ausgestaltet, das Sendesignal, das Überkoppelsignal und das Empfangssignal derartig miteinander zu verarbeiten, dass sich eine Subtraktion des Sendesignals und des Überkoppelsignals von dem Empfangssignal ergibt. Die Überkoppelausgänge und die Überkoppeleingänge der zwei Signalpfade sind jeweils so miteinander gekoppelt, dass jeweils ein Überkoppelausgang eines der zwei Signalpfade mit dem Überkoppeleingang des jeweils anderen der zwei Signalpfade für eine Übertragung von Signale gekoppelt ist.The decoupling device acts on the antenna of the RFID reader with transmit signals and generates at least a reduced received signal. The decoupling device has at least two signal paths. Each signal path has an antenna connection, a transmission signal input, a coupling-over output, an over-coupling input and a processing device. The transmission signal input and the antenna connection are coupled to one another such that a transmission signal present at the transmission signal input reaches the antenna connection. The transmission signal input and the coupling output are coupled to each other such that the transmission signal applied to the transmission signal input passes to the coupling output. The transmission signal input and the processing device are coupled to one another such that the transmission signal applied to the transmission signal input reaches the processing device. The antenna connection and the processing device are coupled to one another such that a receive signal applied to the antenna connection reaches the processing device. The over-coupling input and the processing device are coupled to one another in such a way that an over-coupling signal applied to the over-coupling input reaches the processing device. The processing device is designed in such a way to process the transmission signal, the coupling-over signal and the reception signal with one another such that a subtraction of the transmission signal and the coupling-over signal results from the reception signal. The over-coupling outputs and the over-coupling inputs of the two signal paths are each coupled to each other such that in each case a coupling output of one of the two signal paths is coupled to the over-coupling input of the respective other of the two signal paths for a transmission of signals.
Das erfindungsgemäße RFID-Lesegerät zeichnet sich dadurch aus, dass durch die Verwendung von mehreren Sendefrequenzen die Energiereichweite erhöht wird und dass zugleich der Empfang der Transponderdaten gewährleistet und verbessert wird.The RFID reader according to the invention is characterized in that the use of multiple transmission frequencies increases the energy range and at the same time ensures and improves the reception of the transponder data.
Dabei werden simultan zwei Trägerfrequenzen vorzugsweise schmalbandig ausgesendet.In this case, two carrier frequencies are sent out at the same time preferably narrowband.
Die Entkopplungsvorrichtung ist nach mindestens einer der oben beschriebenen Ausgestaltungen ausgeführt, sodass die obigen Erläuterungen entsprechend auch hier gelten.The decoupling device is designed according to at least one of the embodiments described above, so that the above explanations apply accordingly here as well.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Antennenanschlüsse der Signalpfade der Entkopplungsvorrichtung jeweils mit einer eigenen Antenne verbunden sind.An embodiment provides that the antenna terminals of the signal paths of the decoupling device are each connected to a separate antenna.
Eine Ausgestaltung besteht darin, dass die Antennenanschlüsse der Signalpfade der Entkopplungsvor-richtung mit einer gemeinsamen Antenne verbunden sind.An embodiment is that the antenna terminals of the signal paths of the decoupling device are connected to a common antenna.
Im Einzelnen gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Entkopplungsvorrichtung und das erfindungsgemäße RFID-Lesegerät auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen einerseits auf die Patentansprüche, andererseits auf die folgende Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung eines RFID-Lesegeräts mit einer Ausgestaltung der Entkopplungsvorrichtung, -
2 eine schematische Darstellung der bei der Vorrichtung der1 auftretenden Signalen für den Fall, dass nur ein Sendesignal ausgesendet wird, -
3 eine schematische Darstellung der Signale für den Fall, dass zwei Sendesignale ausgesendet werden, -
4 eine schematische Darstellung einer ersten Realisierung der Entkopplungsvorrichtung als Blockschaltbild, -
5 eine schematische Darstellung einer zweiten Realisierung der Entkopplungsvorrichtung, -
6 eine schematische Darstellung einer dritten Realisierung der Entkopplungsvorrichtung, -
7 eine schematische Darstellung einer vierten Realisierung der Entkopplungsvorrichtung, -
8 eine schematische Darstellung einer fünften Realisierung der Entkopplungsvorrichtung, -
9 eine schematische Darstellung einer alternativen Beschreibung der Entkopplungsvorrichtung der1 als 6-Tor, -
10 eine interne Beschreibung des 6-Tors der9 mit zwei Sendefrequenzen, -
11 ein Signalflussdiagramm ausgehendvon 10 mit der Annahme einer guten Anpassung, d. h. sxx gegen Null, an den Ports und zwischen den Komponenten des 6-Tors der9 , -
12 ein Teilblock des 6-Tors der9 mit den PortsP1 ,P2 undP3 sowie einem ÜbergangspunktX zum unteren Teil des 6-Ports, -
13 ein Signalflussgraph fürden Block der 12 und -
14 ein Signalflussgraph für einen Teilblock des Diagramms der11 .
-
1 a schematic representation of an RFID reader with a configuration of the decoupling device, -
2 a schematic representation of the device in the1 occurring signals in the event that only one transmission signal is sent, -
3 a schematic representation of the signals in the event that two transmission signals are transmitted, -
4 a schematic representation of a first implementation of the decoupling device as a block diagram, -
5 a schematic representation of a second implementation of the decoupling device, -
6 a schematic representation of a third implementation of the decoupling device, -
7 a schematic representation of a fourth implementation of the decoupling device, -
8th a schematic representation of a fifth implementation of the decoupling device, -
9 a schematic representation of an alternative description of the decoupling device of1 as a 6-goal, -
10 an internal description of the 6-gate of the9 with two transmission frequencies, -
11 a signal flow diagram starting from10 assuming a good fit, ie s xx to zero, at the ports and between the components of the 6-port the9 . -
twelve a partial block of the 6-gate of9 with the portsP1 .P2 andP3 and a transition pointX to the bottom of the 6-port, -
13 a signal flow graph for the block oftwelve and -
14 a signal flow graph for a sub-block of the diagram11 ,
In der
Die beiden Antennen
Die Entkopplungsvorrichtung
Die Entkopplungsvorrichtung
In einer alternativen - nicht dargestellten - Ausgestaltung werden die in Bezug auf ihre Frequenz unterschiedlichen Sendesignale
Der Signalpfad
Weiterhin ist in dem Signalpfad
Das Sendesignal
Weiterhin gelangt das Sendesignal
Die Führung des Sendesignals
Der Überkoppelausgang
Zwischen dem Überkoppelausgang
Entsprechend hat der obere Signalpfad
In der gezeigten Ausgestaltung sind dabei zwei separate Übertragungspfade
Im oberen Signalpfad
Die Verarbeitungsvorrichtung
Der Differenzerzeuger
Die Verarbeitungsvorrichtung
Für die Verarbeitung der Signale
Die Phaseneinstellvorrichtung
Im oberen Signalpfad
Der untere Signalpfad
Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind zwei Übertragungspfade
In der
Die
Der RFID-Tag
Das Signal des RFID-Tags
Es gibt jeweils zwei Seitenbänder mit
Im oberen Signalpfad
Indem das Sendesignal
Für den Fall, dass über die zwei Antennen
In der
Die
Die von den Antennen
Der RFID-Tag
In der
Die
Das am Sendesignaleingang
Das Sendesignal
Zu diesem Differenzerzeuger
An dem Differenzerzeuger
Somit bewirkt der Differenzerzeuger
Umgekehrt erhält der obere Signalpfad
Das Überkoppelsignal
Der Differenzerzeuger
In der gezeigten Ausgestaltung ist der Leistungsteiler
Die Funktion sei noch einmal mit anderen Worten beschrieben:The function is described again in other words:
Die obere Antenne
Aus dem Empfangssignal
Im nächsten Schritt wird von dem zweiten oder nachgelagerten Differenzerzeuger
Der zweite Differenzerzeuger
Ein solches reduziertes Empfangssignal
Die beiden reduzierten Empfangssignale
In dem gezeigten Beispiel fallen die Überkoppelausgänge
Entlang des Übertragungspfades
Die Realisierung der Entkopplungsvorrichtung
Der Differenzerzeuger
Die Realisierung der Entkopplungsvorrichtung
In der Ausgestaltung der
Bei einem der zwei Wilkinson-Teiler sind die dem einzelnen Tor gegenüberliegenden Tore mit dem Sendesignaleingang
Die Realisierung der
Über den mittleren Ausgang wird daher das Sendesignal
In diesem Ausführungsbeispiel ist daher kein Leistungsteiler oder Wilkinson-Teiler
Die Ausgestaltungen der
Zudem ist im Gegensatz zu den anderen Ausgestaltungen in dem Signalpfad
Der Differenzerzeuger
Mit dem Sendesignaleingang
Die Antenne
Zwischen dem Überkoppelausgang
Die gezeigten Ausgestaltungen lassen sich dabei auch entsprechend miteinander kombinieren. Die Implementierung der beschriebenen Funktionalitäten kann sowohl digital als auch analog oder als Kombination beider realisiert werden.The embodiments shown can also be combined accordingly. The implementation of the described functionalities can be realized both digitally and analogously or as a combination of the two.
Insgesamt lässt sich die Entkopplungsvorrichtung
Dabei findet erfindungsgemäß eine Unterdrückung der Sende-(oder Tx-)Signale in den Empfangs-(oder
Dabei wird das direkte Übersprechen, bezeichnet mit s12 und s45, eines Sendesignals
Eine Realisierung lässt sich dabei mit S-Parametern beschreiben. Eine mögliche interne Beschreibung des 6-Tores der
Dabei zeigen sich einzelne Blöcke
Vereinfacht man die in
Die mathematische Beschreibung erfolgt über folgende Gleichung:
Die Gleichung enthält alle Streuparameter der in der
Für die Trägerunterdrückung sind vorrangig acht Parameter zu betrachten: s12, s13, s15, s32, s42, s45, s46 und s65. Die mit x gekennzeichneten Parameter sind entsprechend so zu wählen, dass die acht vorgenannten Parameter maximiert bzw. minimiert werden.For carrier suppression, eight parameters should be considered as a priority: s 12 , s 13 , s 15 , s 32 , s 42 , s 45 , s 46 and s 65 . The parameters marked with x are to be selected in such a way that the eight aforementioned parameters are maximized or minimized.
Die Parameter s12, s15, s42 und s45 beschreiben die Transmission von beiden Sendesignalen
Da die Hauptüberkopplung von
Weiter sind die Transmissionsfaktoren s65, s46, s32 und s13 zu maximieren.Further, the transmission factors s 65 , s 46 , s 32 and s 13 are to be maximized.
Die Parameter s65 und s32 sind für die Sendesignale zur Antenne.The parameters s 65 and s 32 are for the transmission signals to the antenna.
Die Parameter s13 und s46 sollen maximal sein, damit das Empfangssignal nur eine geringe Dämpfung erfährt.The parameters s 13 and s 46 should be maximum, so that the received signal experiences only a small attenuation.
Das 6-Tor aus
Damit ergibt sich das vereinfachte Blockschaltbild der
Die
Beschreiben lässt sich dies durch die folgende Gleichung:
Die
Die nachfolgende Gleichung gibt eine Ahnung für die Beschreibung des Reflexionsfaktors des in
Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich eine Veranschaulichung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Es versteht sich, dass Modifikationen und Variationen der hierin beschriebenen Anordnungen und Einzelheiten anderen Fachleuten einleuchten werden. Deshalb ist beabsichtigt, dass die Erfindung lediglich durch den Schutzumfang der nachstehenden Patentansprüche und nicht durch die spezifischen Einzelheiten, die anhand der Beschreibung und der Erläuterung der Ausführungsbeispiele hierin präsentiert wurden, beschränkt sei.The embodiments described above are merely illustrative of the principles of the present invention. It will be understood that modifications and variations of the arrangements and details described herein will be apparent to others of ordinary skill in the art. Therefore, it is intended that the invention be limited only by the scope of the appended claims and not by the claims specific details presented with reference to the description and explanation of the embodiments herein.
Referenzen:References:
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
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Claims (15)
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---|---|---|---|
DE102017209614.4A DE102017209614A1 (en) | 2017-06-07 | 2017-06-07 | Decoupling device and RFID reader with decoupling device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017209614.4A DE102017209614A1 (en) | 2017-06-07 | 2017-06-07 | Decoupling device and RFID reader with decoupling device |
Publications (1)
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DE102017209614A1 true DE102017209614A1 (en) | 2018-12-13 |
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ID=64332819
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication |