专利名称：天线系统及具有该天线系统的射频识别读写设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种天线系统及具有该天线系统的射频识别读写设备，尤其涉及 适用于小尺寸电子标签的天线系统和射频识别读写设备。
背景技术：
射频识别(RFID，Radio Frequency Identification)是一种重要的自动识别技 术，被广泛用于服务领域、销售领域、后勤分配领域、材料流通领域、安全认证领域等。射频 识别系统通常由射频识别读写设备和电子标签组成，如图1所示，射频识别读写设备包括 射频识别电路6和与射频识别电路6电连接的天线(即线圈)3，射频识别电路6包括芯片、 电源等元件，用于产生和处理射频信号，而电子标签也包括相应的电路和天线。射频识别读 写设备和电子标签间通过天线实现射频信号的空间耦合以传递信息，由此射频识别读写设 备对电子标签进行读写并实现射频识别。发明人发现现有技术中至少存在如下问题电子标签有多种不同型号，其天线的 尺寸、形状各不相同，现有的射频识别读写设备中的天线不能与多种不同型号的电子标签 的天线相耦合(例如，射频识别读写设备的标准尺寸的天线远大于小尺寸电子标签的天 线，无法对小尺寸电子标签进行读写)，因此其不能适用于多种不同型号的电子标签。
实用新型内容本实用新型的实施例提供一种天线系统，其可与多种不同型号的天线相耦合。为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案一种天线系统，包括第一天线，所述第一天线包括至少两个串联的线圈，且所述线 圈中有至少两个线圈的尺寸和/或形状不同。由于本实用新型的实施例的天线系统中的天线包括多个尺寸、形状不同的线圈， 因此其可分别与多种不同型号的天线相耦合。本实用新型的实施例提供一种射频识别读写设备，其适用于多种不同型号的电子 标签。为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案一种射频识别读写设备，包括第一天线，所述第一天线包括至少两个串联的线圈， 且所述线圈中至少有两个线圈的尺寸和/或形状不同。由于本实用新型的实施例的射频识别读写设备的天线包括多个尺寸、形状不同的 线圈，可分别与不同的电子标签的天线相耦合，因此其适用于多种不同型号的电子标签。
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例 或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅 是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提
3下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为现有的射频识别读写设备的结构示意图；图2为本实用新型实施例一的天线系统的结构示意图；图3为本实用新型实施例一的天线系统的侧视结构示意图；图4为本实用新型实施例的另一种天线系统的侧视结构示意图；图5为本实用新型实施例的天线系统中的另一种第一天线的结构示意图；图6为本实用新型实施例的天线系统中的另一种第一天线的结构示意图；图7为本实用新型实施例二的天线系统的结构示意图；图8为本实用新型实施例三的射频识别读写设备的结构示意图；图9为本实用新型实施例三的射频识别读写设备的侧视结构示意图；图10为本实用新型实施例的另一种射频识别读写设备的侧视结构示意图；图11为本实用新型实施例三的射频识别读写设备的本体部分的结构示意图；图12为本实用新型实施例四的射频识别读写设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清 楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的 实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提 下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。本实用新型实施例提供一种天线系统，其包括第一天线，所述第一天线包括至少 两个串联的线圈，且所述线圈中有至少两个线圈的尺寸和/或形状不同。由于本实用新型的实施例的天线系统中的天线包括多个尺寸、形状不同的线圈， 因此其可分别与多种不同型号的天线相耦合。实施例一如图2、3所示，本实用新型实施例提供一种天线系统，其包括第一天线1和第二天 线2。其中，第二天线2的两端用于与电路相连(例如射频识别电路)，并可产生电磁场。 而第一天线1的两端相互连接从而使自身形成一个回路，第一天线1中包括彼此串联的第 一线圈11和第二线圈12，第一线圈11的形状和尺寸与第二天线2相当(相同或略小或略 大)，第二线圈12比第一线圈11小并位于第一线圈11内。显然，两个线圈11、12可如图3 所示位于不同的平面中，也可如图4所示，位于同一平面中。如图2、3或4所示，第一天线1应与第二天线2相接近，以保证第一线圈11位于 第二天线2的近场处，从而可使第一线圈11与第二天线2耦合。为了防止第一线圈11和 第二线圈12产生的电磁场相互抵消，两个线圈11、12的缠绕方式应保证二者中的电流方向 总是相同的(即同为顺时针或同为逆时针)。显然，本实施例中的第一天线1也可为其它的结构，例如，如图5、6等所示，其中的 线圈可为三个或更多；小线圈可位于大线圈外侧；各线圈的形状、尺寸以及导线横截面积、 匝数、线间距等也均可变化。实施例二如图7所示，本实用新型实施例提供一种天线系统，其包括第一天线1，该第一天线1的两端用于与电路相连(例如射频识别电路)，第一天线1中包括串联的第一线圈11 和第二线圈12，第一线圈11的尺寸大于第二线圈12，第二线圈12位于第一线圈11内部。 为了防止第一线圈11和第二线圈12产生的电磁场相互抵消，两个线圈11、12的缠绕方式 应保证二者中的电流方向总是相同的(即同为顺时针或同为逆时针)。显然，本实施例中的第一天线1也可为其它的结构。显然，本实用新型实施例的天线系统可用于射频识别读写设备中，也可用于其它 任何需要天线的领域中。本实用新型实施例提供一种射频识别读写设备，其包括第一天线，所述第一天线 包括至少两个串联的线圈，且所述线圈中至少有两个线圈的尺寸和/或形状不同。由于本实用新型的实施例的射频识别读写设备的天线包括多个尺寸、形状不同的 线圈，可分别与不同的电子标签的天线相耦合，因此其适用于多种不同型号的电子标签。实施例三如图8、9所示，本实用新型实施例提供一种射频识别读写设备，其包括本体部分5 和连接部件8。如图11所示，本体部分5内有射频识别电路6和第二天线2，该射频识别电路6包 括芯片、电源等射频识别电路的常规元件，第二天线2的两端与射频识别电路6电连接，从 而可产生射频电磁场。该本体部分5也可作为一个常规的射频识别读写设备单独使用。连接部件8中具有第一天线1，第一天线1的两端相互连接从而使自身形成一个回 路，且其中包括相互串联的第一线圈11和第二线圈12，第一线圈11的形状和尺寸与第二天 线2相当(相同或略小或略大)，而第二线圈12比第一线圈11小并位于第一线圈11内，其 形状和尺寸与需要读写的小尺寸电子标签的天线匹配。显然，两个线圈11、12可如图9所 示位于不同的平面中，也可如图10所示位于同一平面中。为了防止第一线圈11和第二线 圈12产生的电磁场相互抵消，两个线圈11、12的缠绕方式应保证二者中的电流方向总是相 同的(即同为顺时针或同为逆时针)。连接部件8通过螺钉7连接在本体部分5上(当然也可为插接、卡接、粘接等其它 连接方式)，二者连接时第二天线2的位置与第一线圈11的位置基本对应，且越接近越好， 从而使第一线圈11位于第二天线2的近场处。显然，第一天线1也可通过其它方法与本体 部件5直接连接(即不使用连接部件8)。不过，第一天线1和本体部分5间的连接优选为 可拆卸连接，因为这样可使本体部分5与不同类型的第一天线1相配合，也可允许本体部分 5被单独使用，从而可适应更多类型的电子标签。显然，本实施例中的第一天线1也可为其它的结构。本实施例的射频识别读写设备在使用时，第一天线1的第一线圈11和第二线圈12 分别主要起到接收和发射射频信号的作用，第一线圈11接收第二天线2的射频信号并产生 电流，由于第一线圈11与第二线圈12串联连接，第一线圈11中产生的电流会流入第二线 圈12 (实际上第二线圈12本身也产生感应电流，但因其很小，故对射频识别读写设备的运 行影响不大)，该电流在第二线圈12上以射频方式发射(实际上第一线圈11也会发射射 频信号，但因其能量密度很小，故对射频识别读写设备的运行影响不大)。由于第一线圈11 的有效面积较大，故可接收较大能量的射频信号，而由于第二线圈12的尺寸较小，故在其 包围的范围内发射的射频能量密度较大，从而使小尺寸电子标签的天线可接收到足够大的
5能量，以完成对小尺寸电子标签的读写。实施例四如图12所示，本实用新型实施例提供一种射频识别读写设备，其包括射频识别电 路6和第一天线1。其中射频识别电路6包括芯片、电源等射频识别电路的常规元件，而第 一天线1的两端与射频识别电路6电连接，从而可产生射频电磁场。该第一天线1包括相 互串联的第一线圈11、第二线圈12、第三线圈13，在线圈11、12、13中，任意两个线圈的尺 寸和形状中至少有一项不同(当然也可都不同)，从而各线圈11、12、13分别可与不同类型 的电子标签的天线相耦合。其中第二线圈12位于第一线圈11内部；显然，为了防止第一线 圈11和第二线圈12产生的电磁场相互抵消，这两个线圈11、12的缠绕方式应保证二者中 的电流方向在任意时刻都是相同的(即同为顺时针或同为逆时针)；而由于第三线圈13位 于第一线圈11和第二线圈12外侧，其产生的电磁场不会与第一线圈11和第二线圈12的 电磁场相抵消，故其中的电流方向不受限制。显然，本实施例中的第一天线1也可为其它的结构。本实施例的射频识别读写设备在使用时，各线圈11、12、13中均会产生射频电磁 场，只要使电子标签的天线进入与其匹配的线圈的近场，即可对电子标签进行读写。以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式
，但本实用新型的保护范围并不局限 于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变 化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述 权利要求的保护范围为准。
权利要求一种天线系统，包括第一天线，其特征在于，所述第一天线包括至少两个串联的线圈，且所述线圈中有至少两个线圈的尺寸和/或形状不同。
2.根据权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述天线系统还包括第二天线，其中所述第一天线的两端相互连接从而使所述第一天线自身形成回路，且所述第一天线中 至少有第一线圈位于所述第二天线的近场处；所述第二天线用于产生电磁场，且其两端用于与电路电连接。
3.根据权利要求2所述的天线系统，其特征在于，所述第一天线的至少两个串联的线 圈为两个尺寸不同的串联的线圈，其中尺寸较大的线圈位于所述第二天线的近场处，尺寸 较小的线圈位于所述尺寸较大的线圈的内部或外部。
4.根据权利要求2所述的天线系统，其特征在于，所述第一线圈为所述第一天线的线 圈中有效面积最大的一个。
5.根据权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述第一天线的两端用于与电路电 连接。
6.一种射频识别读写设备，包括第一天线，其特征在于，所述第一天线包括至少两个串 联的线圈，且所述线圈中至少有两个线圈的尺寸和/或形状不同。
7.根据权利要求6所述的射频识别读写设备，其特征在于，还包括本体部分，所述本体 部分包括第二天线和射频识别电路，所述第二天线用于产生电磁场，且其两端与所述射频 识别电路电连接；所述第一天线的两端相互连接从而使所述第一天线自身形成回路，且所述第一天线中 至少有第一线圈位于所述第二天线的近场处。
8.根据权利要求7所述的射频识别读写设备，其特征在于，所述第一天线的至少两个 串联的线圈为两个尺寸不同的串联的线圈，其中尺寸较大的线圈位于所述第二天线的近场 处，尺寸较小的线圈位于所述尺寸较大的线圈的内部或外部。
9.根据权利要求7所述的射频识别读写设备，其特征在于，所述第一线圈为所述第一 天线的线圈中有效面积最大的一个。
10.根据权利要求6所述的射频识别读写设备，其特征在于，还包括射频识别电路，所 述第一天线的两端分别与所述射频识别电路电连接。
专利摘要本实用新型提供一种天线系统及具有该天线系统的射频识别读写设备，属于射频识别技术领域，其可解决现有的射频识别读写设备不能适应多种电子标签的问题。本实用新型的天线系统包括第一天线，所述第一天线包括至少两个串联的线圈，且所述线圈中至少有两个线圈的尺寸和/或形状不同。本实用新型的射频识别读写设备包括上述第一天线。本实用新型可用于对小尺寸电子标签进行读写。
文档编号H01Q7/00GK201766166SQ20102027650
公开日2011年3月16日 申请日期2010年7月28日 优先权日2010年7月28日
发明者严光文, 张雁, 王喆 申请人:北京握奇数据系统有限公司