FI120277B - RFID-lukulaite ja menetelmä RFID-lukulaitteessa - Google Patents
RFID-lukulaite ja menetelmä RFID-lukulaitteessa Download PDFInfo
- Publication number
- FI120277B FI120277B FI20060610A FI20060610A FI120277B FI 120277 B FI120277 B FI 120277B FI 20060610 A FI20060610 A FI 20060610A FI 20060610 A FI20060610 A FI 20060610A FI 120277 B FI120277 B FI 120277B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- antenna
- rfid
- eller
- account
- roll
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
- G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
- G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
- G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
- G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
- G06K19/077—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
- G06K7/00—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
- G06K7/0008—General problems related to the reading of electronic memory record carriers, independent of its reading method, e.g. power transfer
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F3/00—Non-retroactive systems for regulating electric variables by using an uncontrolled element, or an uncontrolled combination of elements, such element or such combination having self-regulating properties
- G05F3/02—Regulating voltage or current
- G05F3/04—Regulating voltage or current wherein the variable is ac
- G05F3/06—Regulating voltage or current wherein the variable is ac using combinations of saturated and unsaturated inductive devices, e.g. combined with resonant circuit
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
- G06K7/00—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
- 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
- G06K7/10336—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 the antenna being of the near field type, inductive coil
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/12—Supports; Mounting means
- H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
- H01Q1/2208—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles associated with components used in interrogation type services, i.e. in systems for information exchange between an interrogator/reader and a tag/transponder, e.g. in Radio Frequency Identification [RFID] systems
- H01Q1/2216—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles associated with components used in interrogation type services, i.e. in systems for information exchange between an interrogator/reader and a tag/transponder, e.g. in Radio Frequency Identification [RFID] systems used in interrogator/reader equipment
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q23/00—Antennas with active circuits or circuit elements integrated within them or attached to them
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q7/00—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Near-Field Transmission Systems (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
- Burglar Alarm Systems (AREA)
- Transmitters (AREA)
- Discharge Of Articles From Conveyors (AREA)
Description
RFID-lukulaite ja menetelmä RFID-lukulaitteessa
Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 mukainen RFID-lukulaite.
5 Keksinnön kohteena on myös menetelmä RFID-lukulaitteen yhteydessä.
Lähinnä logistiikkasovellutusten takia RFID:n käyttö on yleistymässä kovaa vauhtia. Erityisesti UHF alueen RFID:n kasvu on voimakasta. Lukulaitteita on jo markkinoilla useita, mutta on ne ovat suhteellisen kalliita ja käsilukulaitteita ei ole vielä yleisesti saatavissa.
10 Perinteisesti tehty RFID lukulaite on suhteellisen monimutkainen, ne ovat kyvyttömiä huolehtimaan voimakaan heijastuksen aiheuttamia ongelmia ja niiden tehonkulutus on suuri. Perinteinen suurtaajuinen RFID lukulaite perustuu siihen, että 50 Ohmista tehovahvistimesta syötetään teho kiertoelementin kautta 50 Ohmin antenniin ja sitä kautta ympäristöön. Heijastunut teho ohjataan kiertoelementin kautta etuvahvistimelle.
15 Tämän keksinnön tarkoituksena on poistaa tunnetun tekniikan ongelmat ja aikaansaada aivan uudentyyppinen järjestelmä, menetelmä ja antenni.
Keksintö perustuu siihen, että. lähetinosa käsittää muuntajan, tyypillisesti virtamuuntajan, 20 jossa on vähintään kolme käämiä, jotka ovat kytkeytyneet samaan magneettikentään, joista käämeistä ensimmäisen kautta syötetään antennia tai antenniryhmää, ja toiseen on kytketty referenssikuorma kompensoimaan lähetetyn tehon vaikutusta ensimmäisessä käämissä, ja muuntajan kolmanteen käämiin on kytketty vastaanottimen päätevahvistin.
25 Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle RFID-lukulaitteelle on tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.
Keksinnön mukaisille menetelmälle puolestaan on tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 8 tunnusmerkkiosissa.
30
Keksinnön eri suoritusmuodoilla saavutetaan huomattavia etuja.
2 Säädettävä kapeakaistainen antenni:
Ratkaisu vaimentaa tietyissä keksinnön suoritusmuodoissa lähetyksestä syntynyttä säröä ja 5 poistaa tarpeen erilliseen lähetyssuodatukseen. GSM tai toinen RFID lähetin ei häiritse etuvahvistinta niin paljon kuin laajakaistaisen antennin yhteydessä. Jos antenni tehtäisiin kattamaan koko RFID-UHF-kaista eri maanosissa, antenni ottaisi vastaan myös kaikkien maanosien eri GSM-taajuudet. Kapeakaistainen antenni mahdollistaa etuvahvistimen kytkemisen suoraan muuntajan kautta antenniin. Etuvahvistimen jälkeen asetettu säädettävä 10 LC-suodatin parantaa ratkaisua.
Tehon säästö:
Koska teho kytketään reaktiivisen impedanssin läpi antenniin, on pääteasteen hyötysuhde 15 periaatteessa erittäin korkea. Muuntajan takia on kompensointiin tarvittava teho paljon antenniin menevää tehoa pienempi tietyissä keksinnön suoritusmuodoissa.
Keksinnön tietyt suoritusmuodot kompensoivat heijastuksen yksinkertaisella tavalla. Koska antenni on säädettävä ja kapeakaistainen, riittää että kompensoidaan vain reaaliosan 20 (pätötehoa kuljettavan) kytkeytymisen etuvahvistimelle. Näin saadaan kaikki tieto kompensointia varten demodulaattorin ulostulosta, joka tapauksessa tarvitaan koodin lukemiseen.
Keksinnön tietyillä suoritusmuodoilla saavutetaan hyvä signaalikohinasuhde. Jos 25 etuvahvistimelle menevä teho kompensoidaan esim. syntesoimalla vastasignaali, usein tällainen ratkaisu lisää kohinaa. Tämä johtuu siitä, että antenniin syötetty teho ja kompensointiin tehty signaali eivät täysin korreloi. Koska keksinnön mukaisessa tapauksessa kompensointiin signaali otetaan pääteasteen annosta, joka myös syöttää signaalin antenniin, emme lisää ratkaisulla kohinaa etuvahvistimeen.
30 3
Keksinnön tietyt suoritusmuodot soveltuvat kaikille tehotasoille, kiinteään tukiasemaan tai kannettavaan lukulaitteeseen. Voidaan käyttää eri UHF taajuuksilla, mutta samaa ratkaisua voidaan tietysti myös soveltaa myös muilla taajuuksilla.
5 Keksinnön mukaisella ratkaisulla voidaan edullisesti integroida RFID-lukulaite esimerkiksi matkaviestimeen. Keksinnön mukaista lukulaitetta voidaan hyödyntää kiinteissä tukiasemissa, kiinteällä tai vaihtelevalla tehotasolla toimivissa käsilukulaitteissa tai yhdistämällä menetelmä GSM-puhelimeen. Menetelmän edut korostuvat erityisesti, jos tämä menetelmä yhdistetään osaksi GSM puhelinta, koska RFID:n tuoma lisäkustannus on lähes 10 olematon.
Laitteiston, kuten matkapuhelimen tehonkulutusta voidaan vähentää ja akkukäyttöisissä laitteissa käyttöaikoja pidentää merkittävästi. Myös antenni voidaan tehdä hyötysuhteeltaan paremmaksi ja myös näin vähentää tehonkulutusta. Kapeakaistainen antenni tulee yleensä 15 tehdä ongelmien välttämiseksi viritettäväksi. Antennin kapeakaistaisuuden ansiosta voidaan parhaimmillaan eliminoida kalliit kaistanpäästösuodattimet, mikä vähentää erityisesti matkaviestinten valmistuskustannuksia. Keksinnön mukaisella ratkaisulla voidaan parhaimmillaan koko matkapuhelimen radiotaajuusosa integroida antennin välittömään läheisyyteen, mahdollisesti sen sisälle. Keksintöä voidaan käyttää myös vastaanottopuolen 20 kohinaoptimointiin.
Keksintöä ryhdytään seuraavassa tarkastelemaan oheisten kuvioiden mukaisten suoritusesimerkkien avulla.
25 Kuvio 1 esittää yhtä keksinnön mukaista RFID-lukulaitetta.
Kuvio 2 esittää toista keksinnön mukaista RFID-lukulaitetta.
Keksinnön kuvioihin 1 ja 2 liittyvien edullisten suoritusesimerkkien kuvauksessa on käytetty 30 seuraavaa terminologiaa viitenumero iden yhteydessä: 4 I pääteaste 4 antennikytkin 5 antenni 9 varaktori 5 10 muuntaja II muuntajan toinen käämi 12 muuntaj an ens immäinen käämi 13 muuntajan kolmas käämi (ilmaisinkäämi) 14 tehonsäätökytkin 10 15 impedanssikytkin 16 impedanssinvalintakytkin 17 säädettävä impedanssi 18 säädettävä impedanssi 19 säädettävä impedanssi 15 20 kondensaattori 21 kondensaattori 22 kondensaattori 23 etuvahvistin 24 kvadratuuri-ilmaisin 20 25 ohjauslinja 26 sisääntulo 27 signaalin ilmaisu 30 pääteaste 31 pääteaste 25 32 antennielementti 33 differentiaalivahvistin 34 virtamuuntaja 35 virtamuuntaja 36 kolmas käämi 30 37 kolmas käämi 38 vaiheensiirrin 5 39 referenssikuorma 40 referenssikuorma 41 toinen käämi 42 ensimmäinen käämi 5 43 toinen käämi 44 ensimmäinen käämi 45 säädettävä suodatin Tässä keksinnössä tuodaan esiin menetelmä, jossa yhdessä edullisessa suoritusmuodossa 10 pääteasteena 1 käytetään hyvin pieni-impedanssista vahvistinta, joka kytketään suoraan antenniin 5. Antennin impedanssitaso valitaan siten, että radiotaajuudella lähtevä teho on sopiva. Jos halutaan pitkä lukuetäisyys, voidaan esimerkiksi Euroopassa käyttää 865 MHz:n taajuudella suurinta sallittua 2 W:n suunnattua lähetystehoa. Lisäksi antenni viritetään esim. varaktorilla siten, että antennin impedanssi on aina reaalinen hyötysuhteen optimoimiseksi. 15 Tällä järjestelyllä voidaan merkittävästi parantaa pääteasteen hyötysuhdetta. Lähetystehoa voidaan säätää kytkimen 4 avulla kytkeytymällä antenniin 5 eri kytkentäpisteistä 6, 7 ja 8.
Edellä kuvattu järjestely ei mahdollista sellaisenaan heijastustekniikan käyttämistä RFID:n synnyttämän modulaation havaitsemiseen. Koska antenni 5 on jäykästi kytketty pääte-20 asteeseen 1, sen yli oleva jännite ei riipu heijastuksesta.
Kuvion 1 mukaisella järjestelyllä voidaan RFID:n synnyttämä modulaatio havaita. Kuvion muuntaja 10 käsittää vähintään kolme käämiä 11, 12, ja 13. Ensimmäisen käämin 12 kautta kulkee antenniin 5 menevä virta. Toisen käämin 11 kautta kulkee virta referenssikuormaan 25 17, 18 tai 19 siten, että se kompensoi mahdollisimman tarkkaan antenniin 5 menevän virran aiheuttaman magneettikentän. Toinen käämi 11 on tyypillisesti kytketty siten, että sen virta muodostaa vastakkaissuuntaisen ja saman suuruisen magneettikentän ensimmäisen käämin 12 muodostaman magneettikentän kanssa. Tämä toteutetaan käytännössä joko ensimmäisen 12 ja toisen käämin 11 samansuuntaisella sijoituksella, jolloin käämien 11 ja 12 kytkentä tai 30 käämitys on toisiinsa nähden vastakkainen edellä kuvatun ehdon toteuttamiseksi. Kolmas käämi 13 kytkeytyy joko suoraan tai esivahvistimen, suodattimen 45 tai muiden tarvittavien 6 komponenttien kautta etuvahvistimeen 23. Kytkeytymisellä tarkoitetaan tässä siis sitä, että kolmannen käämin 13 signaali kytkeytyy etuvahvistimeen 23 suoraan tai välillisesti kuvion 1 mukaisesti. Käämin 12 avulla siis mitataan pääteasteesta 1 tuleva virta tai jännite riippuen etuvahvistimen 23 impedanssista, jolloin saadaan mitattua antennin 5 efektiivinen 5 impedanssi. Kuviossa on esitetty virranmittausvaihtoehto. Toimintatapansa vuoksi voidaan muuntajaa 10 keksinnön tyypillisissä suoritusmuodoissa kutsua virtamuuntajaksi. Koska menetelmässä varaktorilla 9 antenni 5 pidetään koko ajan reaalisena heijastuksista huolimatta, voidaan yksinkertaisesti kytkeä samaan muuntajaan 10 pääteasteesta 1 jännitteen reaaliseen säädettävään impedanssiin 17, 18 ja 19 ja näin kompensoida pääteasteen 1 virran 10 synnyttämä jännite etuvahvistimessa 23. Jos referenssivastus 17, 18, 19 on säädettävä, voidaan kompensoida myös heijastusten vaikutus antenniin 5 menevään virtaan. Jos referenssivastus on kiinteä tai jos säätäjien aikavakiot valitaan hitaiksi (esim. alle 10 kHz), ainoastaan RFID-piirien synnyttämä modulaatio synnyttää signaalin etuvahvistimeen 23. Järjestelyn tarkoitus on estää etuvahvistimen 23 saturoituminen. Säädettävä reaalinen 15 impedanssi 17, 18, 19 voidaan toteuttaa esim. PIN-diodeilla tai FET:illä. Muuntajan 10 muuntosuhteita hyödyntäen voidaan referenssikuorman 17, 18 tai 19 impedanssia pitää korkeana, joten se ei kasvata järjestelmän tehonkulutusta merkittävästi. Etuaste 23 voidaan kytkeä järjestelmään periaatteessa kahdella tavalla. Jos kolmas käämi (ilmaisinkäämi) 13 on voimakkaasti kytketty kahteen muuhun käämiin 11 ja 12, on edullista tehdä etuvahvistin 13 20 suuri-impedanssiseksi. Tällöin kolmanteen käämiin 13 indusoitunut jännite on verrannollinen antenniin 5 ja referenssivastukseen 17, 18 ja 19 menevien virtojen erotuksen synnyttämän magneettikentän derivaattaan. Toinen vaihtoehto on takaisinkytkentää hyödyntäen tehdä etuvahvistimen 23 otto impedanssi erittäin pieneksi, jolloin vahvistimen 23 ulostulossa oleva jännite on suoraan verrannollinen magneettikenttään. Menetelmillä ei sinällään ole suurta 25 eroa, mutta oleellisinta on se, keksintö on edullisimmillaan silloin, kun etuvahvistin 23 joko suuri tai pieni-impedanssinen. Näin ollen keksintö on yllättävä ratkaisu alan ammattimiehelle, joka tyypillisesti valitsisi etuvahvistimen tulo impedanssin 50 Ohmiin, joka ei ole keksinnön mukaisella optimialueella. Muuntajan 10 kierroslukumäärien optimoinnilla voidaan myös vaikuttaa etuvahvistimen 23 näkemään impedanssiin ja sitä kautta huolehtia 30 kohinasovituksesta. Ko. esimerkissä kohinasovitus muuttuu, jos antennille 5 syötettävää tehoa muutetaan. Jos kohinasovitus halutaan optimoida kaikissa tilanteissa, pitäisi 7 induktiokäämin kierroslukumäärä vaihtaa tai laittaa impedanssimuuntaja ilmaisinkäämin 13 ja etuvahvistimen 23 väliin. Jos aiotaan pitää etuvahvistinta 23 joko suuri-impedanssisena tai vaihtoehtoisesti pieni-impedanssisena, kannattaa etuvahvistin 23 integroida hyvin lähelle muuntajaa 10. Erittäin edullinen ratkaisu on virittää ilmaisinkäämin 13 induktanssi 5 kapasitanssilla ja kytkeä FET-tyyppinen suuri-impedanssinen etuvahvistin suoraan ilmaisinkäämin 13 lähelle. Etuvahvistimena toimivan FET:in jälkeen voidaan laittaa esimerkiksi säädettävä suodatin 45 (jos käytetään samaa elektroniikkaa myös GSM-puhelimeen), kuten LC-suodatin ja sen jälkeen toisen vahvistinasteen 23. Jos FET vahvistin on vielä takaisinkytketty siten, että sen impedanssi kasvaa, saadaan aikaan hyvin lineaarinen 10 etuvahvistin. Tämä on edullista, koska varsinkin kannettava RFID-lukulaite edellyttää suurta dynamiikkaa ei vain heijastusten takia vaan toisten lukulaitteiden aiheuttaman signaalin takia.
Etuvahvistimen 23 jälkeen signaali ilmaistaan esimerkiksi kvadratuuri-ilmaisimella 24, jossa signaalista ilmaistaan sekä reaali- 25 että imaginääriosa 27. Ilmaisimen 24 reaalista ulostuloa 15 25 käytetään keksinnön edullisessa suoritusmuodossa takaisinkytkentänä ohjaamaan sekä keinokuormia 17-19 että myös varaktoria 9 antennin taajuussäädön toteuttamiseksi.
Jos etuvahvistimen 23 impedanssi on suuri, mitataan käämin 13 yli olevaa jännitettä, käytetään ilmaisimen 24 imaginääriosaa ohjaamaan keinokuormia. Aina riippuen 20 esivahvistimen 23 impedanssista, myös välimuodot näiden tapausten välillä ovat mahdollisia.
Jos menetelmää käytetään kiinteällä teholla, voidaan yksinkertaistaa järjestelmää vielä edelleen poistamalla kytkimet 14 ja 4 ja syöttämällä signaali suoraan antenniin 5 siten, että 25 teho on aina maksimitehon suuruinen.
On huomattava, että kuvion 1 ratkaisussa muuntajan 10 jälkeen olevat ensimmäiset kytkimet 15 ja 16 voivat olla yhdellä tehotasolla toimittaessa tarpeettomia, jos sitä käytetään pelkkänä RFID-lukulaitteena. Niitä tarvitaan, jos samaa elektroniikkaa käytetään sekä UHF-RFID-30 lukulaitteena että GSM-puhelimena. Toinen vaihtoehto on, että ko. elektroniikassa 8 yhdistetään Bluetooth (tai Wlan) ja mikroaalto-RFID-lukulaite. Toiset kytkimet 14 ja 4 ovat tarpeellisia vain jos tehotasoa halutaan säätää.
Kannettaviin RFID-lukulaiteisiin halutaan usein myös yhdistää esim. GSM puhelin. Tässä 5 ratkaisussa UHF-RFID-lukulaite saadaan GSM-puhelimeen pelkästään lisäämällä siihen piirilevylle integroitu muuntaja 10 ja PIN-diodit 17-19. Komponentteihin liittyvä lisäkustannus jää alle 1 €:n.
Esitetyn virtamuuntajan 10 ensimmäinen käämi 12 voi olla myös osa itse antennia, jolloin 10 voidaan saavuttaa tehonsäästöjä.
Kuviossa 2 on esitetty kiinteäksi lukulaitteeksi soveltuva ratkaisu, jossa kahdella pääteasteella 30 ja 31 syötetään antennielementtiä 32. Kuvion 1 tavoin differentiaalivahvistimen 33 sisäänmenoon on kytketty muuntajien 34 ja 35 kolmannet 15 käämit 36 ja 37. Toisen pääteasteen 30 sisäänmenoon on järjestetty vaiheensiirrin 38 antennin suuntauksen säätämiseksi. Kahden pääteasteen 30 ja 31 ansiosta saavutetaan mahdollisuus syöttää antenniin 32 kaksinkertainen teho. Muuntajien 34 ja 35 toisen kelan 41, 43 haara on kytketty referenssikuormaan 39 ja 40 kuvion 1 tavoin. Muuntajan 34 toiset kelat 41 ja 43 on kytketty siten, että kelan 41 kulkeva virta kompensoi kelan 42 läpi kulkevan 20 virran aiheuttaman magneettikentän, jolloin etuvahvistimeen 33 kytketty kela 36 näkee vain RFID-tägistä palaavan signaalin. Vastaavasti kelan 43 kulkeva virta kompensoi kelan 44 läpi kulkevan virran aiheuttaman magneettikentän.
Antenni 5 tai 32 tai antenniryhmä voi olla kytkeytynyt pääteasteeseen ja siihen liittyviin 25 piireihin joko suoraan galvaanisesti tai vaihtoehtoisesti sopivan siirtotien kautta, jolloin galvaaninen kontakti ei ole välttämätön.
Muuntajan 10 ensimmäinen kela 12, jonka läpi pääteasteen 1 virta menee antenniin 5, voidaan myös korvata antennin osalla tai se voi muodostaa osan antennia. Tällöin poimitaan 30 antennissa kulkevan virran aiheuttama magneettikenttä ja kompensoidaan kelalla 11 sen kytkeytyminen etuvahvistimelle 23 menevään kolmanteen kelaan 13.
9
Antennin taajuuden säätö ja kompensointi tehdään tyypillisesti jatkuvasti taajuustasossa niihin taajuuksiin asti kunnes modulaatio alkaa. Käytännössä 1 kHz -10 KHz on maksimi kompensointikaistaleveys. Oleellista keksinnön tässä suoritusmuodossa on se, että 5 kompensointi on erittäin nopea ja heijastus ei voi syntyä nopeammin.
UHF-taajuuksien ongelmana on se, että taajuuksia on aina 865 MHz:stä 950 MHz:n asti eri puolilla maailmaa. On vaikea tehdä pientä antennia, joka kattaa hyvin nämä kaikki taajuudet ja vielä hyvällä hyötysuhteella. Tässä keksinnön mukaisessa ratkaisussa antenni on 10 tyypillisesti luonnostaan kapeakaistainen ja säädettävä, mikä mahdollistaa hyvät ominaisuudet omaavan, laajalla taajuusalueella toimivan ratkaisun. Lisäksi antenniin voidaan liittää paikkoja kondensaattoreille. Kytkemällä kondensaattori sopivaan paikkaan voidaan esivalita tuotte esim. Aasian markkinoille ilman uutta antennia.
15 Antennin reaaliosan kompensointiin kelpaa PIN-diodin tai FET :in lisäksi periaatteessa mikä tahansa jännitteellä ohjattava vastus. Muuntaja saa aikaan sen, että voidaan ohjata vain pieni osan tehosta säädettävälle vastukselle ja tämä on suuri etu, koska on hyvin vaikea tehdä suuren dynamiikan omaavaa sädettävää vastusta, jos sinne ajetaan wattien tehoja. Tällainen tehokomponentti on kallis eikä sitä voi integroida IC:n sisään.
20
Keksinnön yhden suoritusmuodon avulla säädettävä vastus on helposti toteutettavissa pienitehoisenakin, kunhan referenssivastuksen käämiin muodostetaan riittävän suuri kierroslukumäärä. Suurilla kierroslukumäärillä saattaa kuitenkin käämin virittäminen esimerkiksi kondensaattorin avulla olla tarpeellista.
25
Varaktorin sijasta voidaan käyttää mitä tahansa säädettävää reaktanssia: varaktoria, parasähköistä säätökondensaattoria, kytkinelementtejä ja kiinteitä kondensaattoreita jne.
Keksinnön avulla voidaan saada ilmaisimen 24 ulostuloista 27 ja 25 mitattavasta kohteesta 30 (RFID-tägi) tietoa sen identiteetin ja tietosisällön lisäksi myös kohteen etäisyydestä, liikkeestä kuten sen lähentymisestä tai etääntymisestä lukulaitteesta.
Claims (14)
1. RFID-lukulaite, joka käsittää - lähetinosan (1,30, 31), - vastaanotto-osan (23, 33), ja - näihin kytketyn antennin (5, 32) tai antenniryhmän, tunnettu siitä, että 10. lähetinosa (1, 30, 30) käsittää muuntajan (10, 34, 35), jossa on ainakin kolme samaan magneettikenttään kytkeytyvää käämiä (11, 12, 13), ensimmäinen (12), toinen (11) ja kolmas käämi (13), joista - ensimmäisen käämin (12) kautta syötetään antennia tai antenniryhmää (5, 32) , 15. toiseen käämiin (11) on kytketty referenssikuorma (17, 18, 19) kompensoimaan ensimmäisen käämin (12) kautta lähetetyn tehon vaikutusta, ja - kolmanteen käämiin (13, 36, 37) on kytketty vastaanottimen etuvahvistin (23, 33) .
2. RFID-avläsningsanordning i enlighet med patentkrav 1, kännetecknad av att 20 transformatom (10) utgör en del av antennen (5, 32).
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen RFID-lukulaite, tunnettu siitä, että muuntaja (10) muodostaa osan antennia (5, 32).
3. RFID-avläsningsanordning i enlighet med patentkrav 1 eller 2, kännetecknad av att antennen (5) är anordnad att kopplas tili sändar- (1, 30, 31) eller mottagarpartiet (23, 33) frän olika kopplingspunkter (6, 7, 8).
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen RFID-lukulaite, tunnettu siitä, että antenni (5) on sovitettu kytkeytymään lähetin- (1, 30, 31) tai vastaanotto-osaan (23, 33) eri kytkentäpisteistä (6, 7, 8).
4. RFID-avläsningsanordning i enlighet med patentkrav 1, 2 eller 3, kännetecknad 5 av att referensbelastningen (17, 18, 19) kan regleras elektriskt.
4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen RFID-lukulaite, tunnettu siitä, että 5 referenssikuorma (17, 18, 19) on sähköisesti säädettävissä.
5. RFID-avläsningsanordning i enlighet med patentkrav 1, 2, 3 eller 4, kännetecknad av att parallellt med antennen (5) är en elektriskt reglerbar kondensator (9) kopplad for att ställa in antennen (5) pä olika frekvenser.
5. Patenttivaatimuksen 1, 2, 3 tai 4 mukainen RFID-lukulaite, tunnettu siitä, että antennin (5) rinnalle on kytketty sähköisesti säädettävissä oleva kondensaattori (9) antennin (5) virittämiseksi eri taajuuksille.
6. RFID-avläsningsanordning i enlighet med nägot av de föregäende patentkraven, 10 kännetecknad av att systemet omfattar en i anslutning tili antennen (5) anordnad elektriskt styrbar strömställare (4), vanned antennens anslutningspunkt kan regleras.
6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen RFID-lukulaite, tunnettu siitä, että 10 järjestelmä käsittää antennin (5) yhteyteen sovitetun sähköisesti ohjattavan kytkimen (4), jolla antennin kytkeytymispiste on säädettävissä.
7. RFID-avläsningsanordning i enlighet med nägot av de föregäende patentkraven, kännetecknad att varvtalet för den tili referensmotständet (17, 18, 19) anslutna andra spolen (11) är vald att vara högt, sä att den tili referensmotständet (17, 18, 19) 15 gäende effekten kan hällas läg.
7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen RFID-lukulaite, tunnettu siitä, referenssivastukseen (17, 18, 19) kytkeytyneen toisen käämin (11) kierrosluku valitaan suureksi, jotta referenssivastukseen (17, 18, 19) menevä teho saadaan pidettyä pienenä.
8. Förfarande i en RFID-avläsningsanordning, vid vilket förfarande - elektromagnetisk strälning sänd medelst ett sändarparti (1, 30, 31), - en signal mottagen frän RFID-tagar mottas medelst ett mottagarparti (23, 33) med hjälp av en antenn eller antenngrupp (5, 32), 20 kännetecknat av - i sändarpartiet (1, 30, 30) mätäs antennen eller antenngruppen (5, 32) via en transformator (10, 34, 35) med ätminstone tre spolar (11, 12, 13), vilka ansluts till samma magnetfält, en första (12), en andra (11) och en tredje spole (13), varav - antennen eller antenngruppen (5, 32) mätäs via den första spolen (12), 5. tili den andra spolen (11) är en referensbelastning (17, 18, 19) kopplad för att kompensera den via den första spolen (12) sända effektens pä-verkan, och - tili den tredje spolen (13, 36, 37) är mottagarens förförstärkare (23, 33) kopplad. 10 9. Förfarande i enlighet med patentkrav 8, kännetecknad av att transformatom (10) används för att bilda en del av antennen (5, 32).
8. Menetelmä RFID-lukulaitteessa, jossa menetelmässä - lähetinosalla (1,30,31), lähetetään sähkömagneettista säteilyä, - vastaanotto-osalla (23, 33) vastaanotetaan RFID-tägeistä vastaanotettu signaali antennin tai antenniryhmän (5, 32) avulla, tunnettu siitä, että 20. lähetinosassa (1, 30, 30) antennia tai antenniryhmää (5, 32) syötetään sellaisen muuntajan (10, 34, 35) kautta, jossa on ainakin kolme samaan magneettikenttään kytkeytyvää käämiä (11, 12, 13), ensimmäinen (12), toinen (11) ja kolmas käämi (13), joista - ensimmäisen käämin (12) kautta syötetään antennia tai antenniryhmää (5, 32) , - toiseen käämiin (11) on kytketty referenssikuorma (17, 18, 19) kompensoimaan ensimmäisen käämin (12) kautta lähetetyn tehon vaikutusta, 5 ja - kolmanteen käämiin (13, 36, 37) on kytketty vastaanottimen etuvahvistin (23, 33) .
9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että muuntajaa (10) käytetään muodostamaan osan antennia (5, 32).
10. Förfarande i enlighet med patentkrav 8 eller 9, kännetecknad av att antennen (5) är anordnad att kopplas tili sändar- (1, 30, 31) eller mottagarpartiet (23, 33) frän olika kopplingspunkter (6, 7, 8). 15 11. Förfarande i enlighet med patentkrav 8, 9 eller 10, kännetecknad av att referensbelastningen (17,18,19) kanregleras elektriskt.
10. Patenttivaatimuksen 8 tai 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että antenni (5) on sovitettu kytkeytymään lähetin- (1, 30, 31) tai vastaanotto-osaan (23, 33) eri kytkentäpisteistä (6, 7, 8).
11. Patenttivaatimuksen 8, 9 tai 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että referenssikuorma (17, 18, 19) on sähköisesti säädettävissä.
12. Förfarande i enlighet med patentkrav 8, 9, 10 eller 11, kännetecknad av att parallellt med antennen (5) är en elektriskt reglerbar kondensator (9) kopplad för att ställa in antennen (5) pä olika frekvenser. 20 13. Förfarande i enlighet med nägot av de föregäende patentkraven, kännetecknat av att systemet omfattar en i anslutning tili antennen (5) anordnad elektriskt styrbar strömställare (4), vanned antennens anslutningspunkt kan regleras.
12. Patenttivaatimuksen 8, 9, 10 tai 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että antennin (5) rinnalle on kytketty sähköisesti säädettävissä oleva kondensaattori (9) antennin (5) virittämiseksi eri taajuuksille.
13. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että järjestelmä käsittää antennin (5) yhteyteen sovitetun sähköisesti ohjattavan kytkimen (4), 20 jolla antennin kytkeytymispiste on säädettävissä.
14. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, referenssivastukseen (17, 18, 19) kytkeytyneen toisen käämin (11) kierrosluku valitaan suureksi, jotta referenssivastukseen (17,18, 19) menevä teho saadaan pidettyä pienenä. RPID-avläsningsanordning, omfattande: - ett sändarparti (1,30, 31), 5. ett mottagarparti (23, 33), och - en antenn (5,32) eller antenngrupp kopplad tili desamma, kännetecknad av att - sändarpartiet (1, 30, 30) omfattar en transformator (10, 34, 35) med ätminstone tre spolar (11, 12, 13), vilka ansluter sig tili samma 10 magnetfält, en första (12), en andra (11) och en tredje spole (13), var- av - antennen eller antenngruppen (5, 32) mätäs via den första spolen (12), - tili den andra spolen (11) är en referensbelastning (17, 18, 19) kopplad 15 för att kompensera den via den första spolen (12) sända effektens pä- verkan, och - tili den tredje spolen (13, 36, 37) är mottagarens förförstärkare (23, 33) kopplad.
14. Förfarande i enlighet med nägot av de föregäende patentkraven, kännetecknat att varvtalet för den tili referensmotständet (17, 18, 19) anslutna andra spolen (11) väljs att vara högt, sä att den tili referensmotständet (17, 18, 19) gäende effekten kan hällas lag.
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20060610A FI120277B (fi) | 2006-06-21 | 2006-06-21 | RFID-lukulaite ja menetelmä RFID-lukulaitteessa |
| DE602007010623T DE602007010623D1 (de) | 2006-06-21 | 2007-06-15 | Rfid-leseeinrichtung |
| EP07788747A EP2033138B1 (en) | 2006-06-21 | 2007-06-15 | Rfid reading device |
| AT07788747T ATE488812T1 (de) | 2006-06-21 | 2007-06-15 | Rfid-leseeinrichtung |
| US12/305,911 US20100026459A1 (en) | 2006-06-21 | 2007-06-15 | Rfid reading device and method in an rfid reading device |
| CN2007800310985A CN101506824B (zh) | 2006-06-21 | 2007-06-15 | Rfid读取设备 |
| PCT/FI2007/050362 WO2007147940A1 (en) | 2006-06-21 | 2007-06-15 | Rfid reading device |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20060610A FI120277B (fi) | 2006-06-21 | 2006-06-21 | RFID-lukulaite ja menetelmä RFID-lukulaitteessa |
| FI20060610 | 2006-06-21 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI20060610A0 FI20060610A0 (fi) | 2006-06-21 |
| FI20060610A FI20060610A (fi) | 2007-12-22 |
| FI120277B true FI120277B (fi) | 2009-08-31 |
Family
ID=36651434
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI20060610A FI120277B (fi) | 2006-06-21 | 2006-06-21 | RFID-lukulaite ja menetelmä RFID-lukulaitteessa |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20100026459A1 (fi) |
| EP (1) | EP2033138B1 (fi) |
| CN (1) | CN101506824B (fi) |
| AT (1) | ATE488812T1 (fi) |
| DE (1) | DE602007010623D1 (fi) |
| FI (1) | FI120277B (fi) |
| WO (1) | WO2007147940A1 (fi) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8451096B2 (en) * | 2007-06-06 | 2013-05-28 | Intermec Ip Corp. | RFID read/write station and a method for operating such |
| FI20075942L (fi) * | 2007-12-20 | 2009-06-21 | Valtion Teknillinen | RFID-lukulaite ja menetelmä RFID-lukulaitteessa |
| JP2009176027A (ja) * | 2008-01-24 | 2009-08-06 | Toshiba Corp | 無線通信装置及び無線通信システム |
| FR2947073A1 (fr) * | 2009-06-19 | 2010-12-24 | St Microelectronics Rousset | Gestion d'energie dans un transpondeur electromagnetique |
| GB2472779B (en) * | 2009-08-17 | 2013-08-14 | Microsoft Corp | Antennas with multiple feed circuits |
| DE102009054957A1 (de) * | 2009-12-18 | 2011-06-22 | Robert Bosch GmbH, 70469 | Mehrphasen-Gleichspannungswandler und Verfahren zum Steuern eines Mehrphasen-Gleichspannungswandlers |
| GB2478991B (en) | 2010-03-26 | 2014-12-24 | Microsoft Corp | Dielectric chip antennas |
| US9190712B2 (en) | 2012-02-03 | 2015-11-17 | Apple Inc. | Tunable antenna system |
| US20130214979A1 (en) * | 2012-02-17 | 2013-08-22 | Emily B. McMilin | Electronic Device Antennas with Filter and Tuning Circuitry |
| US10333579B1 (en) * | 2018-04-12 | 2019-06-25 | Shenzhen GOODIX Technology Co., Ltd. | Multi-mode configurable transceiver with low voltage switches |
| KR102552460B1 (ko) * | 2018-05-11 | 2023-07-06 | 삼성전자 주식회사 | 복수의 모드로 동작하는 rfic 및 이를 포함하는 무선 통신 장치 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3794941A (en) * | 1972-05-08 | 1974-02-26 | Hughes Aircraft Co | Automatic antenna impedance tuner including digital control circuits |
| US5986617A (en) * | 1998-08-31 | 1999-11-16 | Lucent Technologies | Multiband antenna matching unit |
| US6452504B1 (en) * | 1999-09-24 | 2002-09-17 | Ge Interlogix, Inc. | System and method for communication with radio frequency identification tags using tow message DFM protocol |
| US6307517B1 (en) * | 2000-06-13 | 2001-10-23 | Applied Wireless Identifications Group, Inc. | Metal compensated radio frequency identification reader |
| US6677891B2 (en) * | 2001-01-19 | 2004-01-13 | Vega Grieshaber Kg | Method and device for transmitting and receiving electromagnetic waves |
| US6992543B2 (en) * | 2002-11-22 | 2006-01-31 | Raytheon Company | Mems-tuned high power, high efficiency, wide bandwidth power amplifier |
| US7014103B2 (en) * | 2003-06-13 | 2006-03-21 | Xtec, Incorporated | Differential radio frequency identification reader |
| US7248165B2 (en) * | 2003-09-09 | 2007-07-24 | Motorola, Inc. | Method and apparatus for multiple frequency RFID tag architecture |
| US7369096B2 (en) * | 2003-10-10 | 2008-05-06 | Broadcom Corporation | Impedance matched passive radio frequency transmit/receive switch |
| US7145437B2 (en) * | 2003-10-16 | 2006-12-05 | Nokia Corporation | Method, terminal and computer program product for adjusting power consumption of a RFID reader associated with a mobile terminal |
| EP1696362B1 (en) * | 2005-02-28 | 2008-07-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Radio communication device, radio communication method and non-contact IC card reader/writer device |
| EP1891748A1 (en) * | 2005-06-14 | 2008-02-27 | Nokia Corporation | Tag multiplication |
| US7750787B2 (en) * | 2006-06-22 | 2010-07-06 | Broadcom Corporation | Impedance transformer and applications thereof |
| US7760093B2 (en) * | 2006-07-26 | 2010-07-20 | Broadcom Corporation | RFID interface and applications thereof |
-
2006
- 2006-06-21 FI FI20060610A patent/FI120277B/fi not_active IP Right Cessation
-
2007
- 2007-06-15 EP EP07788747A patent/EP2033138B1/en not_active Not-in-force
- 2007-06-15 DE DE602007010623T patent/DE602007010623D1/de active Active
- 2007-06-15 CN CN2007800310985A patent/CN101506824B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2007-06-15 WO PCT/FI2007/050362 patent/WO2007147940A1/en active Application Filing
- 2007-06-15 US US12/305,911 patent/US20100026459A1/en not_active Abandoned
- 2007-06-15 AT AT07788747T patent/ATE488812T1/de not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101506824A (zh) | 2009-08-12 |
| EP2033138A1 (en) | 2009-03-11 |
| EP2033138B1 (en) | 2010-11-17 |
| FI20060610A (fi) | 2007-12-22 |
| ATE488812T1 (de) | 2010-12-15 |
| WO2007147940A1 (en) | 2007-12-27 |
| DE602007010623D1 (de) | 2010-12-30 |
| CN101506824B (zh) | 2011-07-13 |
| FI20060610A0 (fi) | 2006-06-21 |
| US20100026459A1 (en) | 2010-02-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI120277B (fi) | RFID-lukulaite ja menetelmä RFID-lukulaitteessa | |
| US8532568B2 (en) | Radio receiver and transmitter circuits and methods | |
| US6243045B1 (en) | Removal data storing medium having loop antenna | |
| JP5316638B2 (ja) | アンテナ装置 | |
| KR100365876B1 (ko) | 다중밴드 무선 통신 장치용으로 적합한 무선 주파수결합기 장치 | |
| US5487184A (en) | Offset transmission line coupler for radio frequency signal amplifiers | |
| US20100253477A1 (en) | Rfid reading device and a method in an rfid reading device | |
| EP3379734B1 (en) | Nfc reader with remote antenna | |
| US20110018358A1 (en) | Contactless power supplying communication apparatus, contactless power receiving communication apparatus, power supplying communication controlling method and power receiving communication controlling method | |
| US20150065043A1 (en) | Short-distance contactless communication apparatus and method thereof | |
| US8816794B2 (en) | Signal branching filter, electronic device using the same, antenna apparatus, and signal transmission system used in all of the above | |
| US7808312B2 (en) | Broadband RF linear amplifier | |
| Shameli et al. | A UHF near-field RFID system with fully integrated transponder | |
| JP2011015005A (ja) | アンテナ装置及びそれを備えた携帯無線機 | |
| CN109560837B (zh) | 用于操作通过电感耦合通信的通信装置的方法和系统 | |
| JP6234883B2 (ja) | Ｒｆｉｄリーダライタ装置、ｒｆｉｄリーダライタシステム、及びｒｆｉｄ読取方法 | |
| Kim et al. | Adaptive TX leakage canceler for the UHF RFID reader front end using a direct leaky coupling method | |
| US5448771A (en) | Embedded transmission line coupler for radio frequency signal amplifiers | |
| US11699056B2 (en) | RFID inlay | |
| US8204458B2 (en) | Transmitting device and method of tuning the transmitting device | |
| US7242361B2 (en) | Antenna structure with filter effect | |
| US11184047B2 (en) | Method for adjusting an impedance of a tunable matching network | |
| US20080039137A1 (en) | Circuit Board with Adaptive, Electromagnetic Coupler | |
| JP3956799B2 (ja) | 通信システムの応答器 | |
| CN1497778A (zh) | 噪声降低的调幅天线 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG | Patent granted |
Ref document number: 120277 Country of ref document: FI |
|
| MM | Patent lapsed |