双频RFID标签读取设备的天线、双频RFID标签读取设备的制作方法

本实用新型涉及无线射频技术领域，具体而言，涉及一种双频RFID标签读取设备的天线和一种双频RFID标签读取设备。

背景技术：

目前，双频RFID(Radio Frequency Identification，射频识别)标签读取设备的天线包括：低频环形天线和高频环形天线，一般低频环形天线位于外圈、高频环形天线位于内圈，或者一个低频环形天线内套两个或多个高频环形天线，而双频RFID标签读取设备的天线的覆盖范围主要由高频环形天线围成的面积决定，但是高频环形天线的面积是不能随意增大的，否则其性能将随之下降。

具体地，如图1所示，一般一个覆盖范围为1.2m×6m的双频RFID标签读取设备的天线的构成是一个低频环形天线内有两个高频环形天线；而当该双频RFID标签读取设备的天线连接电路时，低频环形天线连接一个发射电路TX、两个高频环形天线各自连接一个接收电路RX，而由于高频环形天线与接收电路RX之间的馈线不能太长，否则会引入干扰，因此接收电路RX必须靠近高频环形天线，则因此多一个接收电路RX就多一个麻烦，多一个不可靠因素，比如，在马拉松计时毯上的中间位置要装一个接收电路RX，而在运动场的跑道天线的施工中，就需要在跑道的中间或跑道两侧安装接收电路RX。

而在实际使用时，一般会把发射电路TX和接收电路RX封装在一起形成一个解码器。基于上述客观条件的限制，一个解码器(此时包括一个发射电路TX和两个接收电路RX)就要位于天线的中间位置，如图2所示，或者如图3所示布局两个解码器进行对称设置，其中，一个高频环形天线接一个解码器。

综上，现有的双频RFID标签读取设备的天线结构限制了天线的覆盖范围，或者说限制了一个解码器的读取标签信息的覆盖范围；而若要增加天线的覆盖范围则需要在低频环形天线内增加额外的高频环形天线，则意味着需要增加接收电路RX，这将会导致成本的增加，且会增加引入干扰的概率。

因此，如何在不增加接收电路RX的数量的情况下，大大增加双频RFID标签读取设备的天线的覆盖范围成为亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本实用新型的一个目的在于提出了一种新的双频RFID标签读取设备的天线，通过仅为多个高频环形天线中的一个高频环形天线连接接收电路，而剩余的其他高频环形天线通过谐振电流的形式将接收到的来自双频RFID标签的高频电磁波送至接收电路，以实现在不增加接收电路的数量的情况下，即无需增加额外的成本的情况下，大大增加双频RFID标签读取设备的天线的覆盖范围，同时能确保接收标签信号的稳定性。

本实用新型的另一个目的在于提出了一种具有该天线的双频RFID标签读取设备。

为实现上述至少一个目的，根据本实用新型的第一方面，提出了一种双频RFID标签读取设备的天线，包括：低频环形天线，连接至发射电路，用于向双频RFID标签发送低频电磁波，以激活所述双频RFID标签；以及多个高频环形天线，位于所述低频环形天线所围成的环形区域内，用于接收所述双频RFID标签发出的高频电磁波；其中，所述多个高频环形天线包括一个主高频环形天线和至少一个辅高频环形天线，所述主高频环形天线连接至接收电路。

根据本实用新型的双频RFID标签读取设备的天线，包括低频环形天线以及位于其围成的环形区域内的多个高频环形天线，其中，低频环形天线用于向双频RFID标签发送低频电磁波，以供双频RFID标签将该低频电磁波转换成供电电源进行激活，然后发出高频电磁波以将双频RFID标签中的信息发送给双频RFID标签读取设备的多个高频环形天线，即双频RFID标签读取设备和双频RFID标签均具有低频天线和高频天线，具体地双频RFID标签读取设备的多个高频环形天线分为主高频环形天线和至少一个辅高频环形天线，其中仅主高频环形天线连接至接收电路，即可实现对双频RFID标签发来的高频电磁波的有效而稳定的接收，而无需增加接收电路的数量，即无需增加额外的成本，并通过设置多个高频环形天线，以增大双频RFID标签读取设备的天线的覆盖范围。

在该实施例中，只接一个接收电路的天线的覆盖范围等同于一般的需要接至少两个接收电路的天线的覆盖范围，不仅简化了产品结构，也降低了产品成本。

根据本实用新型的上述实施例的双频RFID标签读取设备的天线，还可以具有以下技术特征：

在上述技术方案中，优选地，所述至少一个辅高频环形天线在接收到所述高频电磁波时产生谐振电流；以及所述主高频环形天线感应所述谐振电流，以使所述接收电路接收所述高频电磁波。

在该技术方案中，具体地当双频RFID标签进入双频RFID标签读取设备的至少一个辅高频环形天线的读取距离内时，由于上述至少一个辅高频环形天线未连接至接收电路，即为一个闭合的谐振环，且其谐振频率与双频RFID标签发来的高频电磁波的频率一致，则该高频电磁波即会在辅高频环形天线中产生谐振电流，而该谐振电流进一步会感应到主高频环形天线，进而使接收电路接收到来自双频RFID标签的高频电磁波，以确保标签信息的有效获取。

在上述任一技术方案中，优选地，所述至少一个辅高频环形天线中的每个辅高频环形天线的读取距离小于所述主高频环形天线的读取距离。

在该技术方案中，为了确保双频RFID标签读取设备的辅高频环形天线接收双频RFID标签的高频电磁波的有效性和稳定性，需要双频RFID标签距离辅高频环形天线预设距离，即双频RFID标签需进入辅高频环形天线有效的读取范围内，而由于辅高频环形天线未直接连接至任何接收电路，则其读取距离小于主高频环形天线的读取距离，进一步地，辅高频环形天线的读取距离比主高频环形天下的读取距离低10％左右。

在上述任一技术方案中，优选地，所述多个高频环形天线为两个高频环形天线。

在该技术方案中，可以在低频环形天线围成的环形区域内布设两个高频环形天线，一个连接至接收电路作为主高频环形天线，另一个未连接至接收电路的作为辅高频环形天线，具体可以根据实际使用场景确定主高频环形天线和辅高频环形天线。

在上述任一技术方案中，优选地，所述发射电路和所述接收电路集成在一个解码器中。

在该技术方案中，进一步地可以将连接至低频环形天线的发射电路和连接至主高频环线天线的接收电路封装集成在一个解码器中，即该方案中的整个双频RFID标签读取设备的天线仅需要一个解码器，且可以根据实际使用需求灵活放置其在天线中的位置，而无需受天线结构的限制。

在上述任一技术方案中，优选地，还包括：闭合环形导线，位于所述低频环形天线的外圈。

在该技术方案中，为了降低整个双频RFID标签读取设备的天线在接收高频电磁波时受外界其他电磁波的干扰，可以在低频环形天线的外圈围设一个闭合环形导线，以产生一个抵抗电磁场阻止外部交变电磁场的变化，提高双频RFID标签读取设备的天线的抗干扰能力。

在上述任一技术方案中，优选地，所述低频环形天线和所述至少一个高频环形天线绕设为矩形，且所述多个高频环形天线并排布设。

在该技术方案中，双频RFID标签读取设备的天线的低频环形天线和多个高频环形天线可以优选地绕设为矩形，且多个高频环形天线优选地可以并排布设；而本领域的技术人员应当理解的是，天线并不限于矩形，也可以为圆形或椭圆形等。

在上述任一技术方案中，优选地，所述低频环形天线和所述多个高频环形天线中的每个高频环形天线之间间隔5cm～20cm。

在该技术方案中，低频环形天线和每个高频环形天线之间可以有5cm～20cm的间隔。

在上述任一技术方案中，优选地，所述多个高频环形天线中的每两个高频环形天线的相邻边之间间隔5cm～20cm。

在该实施例中，双频RFID标签读取设备的天线的多个高频环形天线的每两个高频环形天线的相邻边之间可以间隔5cm～20cm，即多个高频环形天线的每两个高频环形天线的相邻边可以不重合布设，而并不会影响谐振电流的感应，进而不会影响标签信号的接收。

根据本实用新型的第二方面，提出了一种双频RFID标签读取设备，包括：如上技术方案中任一项所述的双频RFID标签读取设备的天线，因此，该双频RFID标签读取设备具有如上述技术方案中任一项所述的双频RFID标签读取设备的天线的所有有益效果，在此不再赘述。

本实用新型的附加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，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1示出了相关技术中实例一的双频RFID标签读取设备的天线的示意图；

图2示出了相关技术中实例二的双频RFID标签读取设备的天线的示意图；

图3示出了相关技术中实例三的双频RFID标签读取设备的天线的示意图；

图4示出了本实用新型的实施例的双频RFID标签读取设备的天线的示意框图；

图5示出了本实用新型的实施例的双频RFID标签读取设备的天线的连接示意图；

图6示出了本实用新型的实施例的加入闭合环形导线的双频RFID标签读取设备的天线的连接示意图。

具体实施方式

为了可以更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面结合图4至图6对本实用新型的实施例的双频RFID标签读取设备的天线进行详细说明。

如图4所示，根据本实用新型的实施例的双频RFID标签读取设备的天线40，包括：低频环形天线402、多个高频环形天线404、发射电路4062和接收电路4064。

其中，所述低频环形天线402连接至发射电路4062，用于向双频RFID标签发送低频电磁波，以激活所述双频RFID标签；所述多个高频环形天线404位于所述低频环形天线402所围成的环形区域内，用于接收所述双频RFID标签发出的高频电磁波；其中，所述多个高频环形天线404包括一个主高频环形天线4042和至少一个辅高频环形天线4044，所述主高频环形天线4042连接至接收电路4064。

根据本实用新型的双频RFID标签读取设备的天线40，包括低频环形天线402以及位于其围成的环形区域内的多个高频环形天线404，其中，低频环形天线402用于向双频RFID标签发送低频电磁波，以供双频RFID标签将该低频电磁波转换成供电电源进行激活，然后发出高频电磁波以将双频RFID标签中的信息发送给双频RFID标签读取设备的多个高频环形天线404，即双频RFID标签读取设备和双频RFID标签均具有低频天线和高频天线，具体地双频RFID标签读取设备的多个高频环形天线404分为主高频环形天线4042和至少一个辅高频环形天线4044，其中仅主高频环形天线4042连接至接收电路4064，而将至少一个辅高频环形天线404短路，即可实现对双频RFID标签发来的高频电磁波的有效而稳定的接收，而无需增加接收电路4064的数量，即无需增加额外的成本，并通过设置多个高频环形天线404，以增大双频RFID标签读取设备的天线40的覆盖范围。

在上述实施例中，所述至少一个辅高频环形天线4044在接收到所述高频电磁波时产生谐振电流；以及所述主高频环形天线4042感应所述谐振电流，以使所述接收电路4064接收所述高频电磁波。

在该技术方案中，具体地当双频RFID标签进入双频RFID标签读取设备的至少一个辅高频环形天线4044的读取距离内时，由于上述至少一个辅高频环形天线4044未连接至接收电路4064，即为一个闭合的谐振环，形成了一个纯电流谐振环，且其谐振频率与双频RFID标签发来的高频电磁波的频率一致，则该高频电磁波即会在辅高频环形天线4044中产生谐振电流，而该谐振电流进一步会感应到主高频环形天线4042，进而使接收电路4064接收到来自双频RFID标签的高频电磁波，以确保标签信息的有效获取。

在上述任一实施例中，所述至少一个辅高频环形天线4044中的每个辅高频环形天线4044的读取距离小于所述主高频环形天线4042的读取距离。

在该技术方案中，为了确保双频RFID标签读取设备的辅高频环形天线4044接收双频RFID标签的高频电磁波的有效性和稳定性，需要双频RFID标签距离辅高频环形天线4044预设距离，即双频RFID标签需进入辅高频环形天线4044有效的读取范围内，而由于辅高频环形天线4044未直接连接至任何接收电路4064，则其读取距离小于主高频环形天线4042的读取距离，进一步地，辅高频环形天线4044的读取距离比主高频环形天下的读取距离低10％左右。

比如，在马拉松的计时毯上布设该双频RFID标签读取设备的天线40，其主高频环形天线4042的读取距离可以达到1.2m，辅高频环形天线4044的读取距离则可以达到1m，这对于系在运动员鞋带上的双频RFID标签来讲，都能被有效读取，因此这种天线是具有使用价值的。

进一步优选地，如图5和图6所示，所述多个高频环形天线404为两个高频环形天线404。

在该技术方案中，可以在低频环形天线402围成的环形区域内布设两个高频环形天线404，一个连接至接收电路4064作为主高频环形天线4042，另一个未连接至接收电路4064的作为辅高频环形天线4044，具体可以根据实际使用场景确定主高频环形天线4042和辅高频环形天线4044。

在上述任一实施例中，所述发射电路4062和所述接收电路4064集成在一个解码器406中，如图5和图6所示。

在该技术方案中，进一步地可以将连接至低频环形天线402的发射电路4062和连接至主高频环线天线的接收电路4064封装集成在一个解码器406中，即该方案中的整个双频RFID标签读取设备的天线40仅需要一个解码器406，且可以根据实际使用需求灵活放置其在天线中的位置，而无需受天线结构的限制，比如放置在双频RFID标签读取设备的天线40的端部，如图5和图6所示。

如图6所示，双频RFID标签读取设备的天线40还包括：闭合环形导线408，位于所述低频环形天线402的外圈。

在该技术方案中，为了降低整个双频RFID标签读取设备的天线40在接收高频电磁波时受外界其他电磁波的干扰，可以在低频环形天线402的外圈围设一个闭合环形导线408，以产生一个抵抗电磁场阻止外部交变电磁场的变化，提高双频RFID标签读取设备的天线40的抗干扰能力。

在上述任一实施例中，所述低频环形天线402和所述至少一个高频环形天线404绕设为矩形，且所述多个高频环形天线404并排布设，如图5和图6所示。

在该技术方案中，双频RFID标签读取设备的天线40的低频环形天线402和多个高频环形天线404可以优选地绕设为矩形，且多个高频环形天线404优选地可以并排布设；而本领域的技术人员应当理解的是，天线并不限于矩形，也可以为圆形或椭圆形等。

在上述任一实施例中，进一步地，所述低频环形天线402和所述多个高频环形天线404中的每个高频环形天线404之间间隔5cm～20cm。

在该技术方案中，低频环形天线402和每个高频环形天线404之间可以有5cm～20cm的间隔。

在上述任一实施例中，进一步地，所述多个高频环形天线404中的每两个高频环形天线404的相邻边之间间隔5cm～20cm。

在该实施例中，双频RFID标签读取设备的天线40的多个高频环形天线404的每两个高频环形天线404的相邻边之间可以间隔5cm～20cm，即多个高频环形天线404的每两个高频环形天线404的相邻边可以不重合布设，而并不会影响谐振电流的感应，进而不会影响标签信号的接收。

作为本实用新型的一个实施例，可以将上述任一实施例中的双频RFID标签读取设备的天线应用于双频RFID标签读取设备中，因此，该双频RFID标签读取设备具有如上实施例中任一项所述的双频RFID标签读取设备的天线的所有有益效果。

以上结合附图详细说明了本实用新型的技术方案，通过仅为多个高频环形天线中的一个高频环形天线连接接收电路，而剩余的其他高频环形天线通过谐振电流的形式将接收到的来自双频RFID标签的高频电磁波送至接收电路，以实现在不增加接收电路的数量的情况下，即无需增加额外的成本的情况下，大大增加双频RFID标签读取设备的天线的覆盖范围，同时能确保接收标签信号的稳定性。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。