专利名称：用于电子识别系统的边带分集读信机的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子射频识别(RFID)系统，特别涉及构成这类系统的一部分的读信机或接收机。
在上述类型的已知系统中，读信机向转发器组发射查询信号。每一个转发器包括一个天线，该天线连接到含有转发器电路的集成芯片上，转发器电路包括一个调制器和一个控制器。为对查询信号做出响应，转发器通过采用后向散射调制技术，用要传输给读信机的数字数据对该查询信号进行调制。这是通过依据要传输的数字数据，由控制器使调制器在芯片的输入阻抗和天线的阻抗之间故意引入一个失配来实现的。
得到的信号是一个幅度调制信号，该信号包括在载频两侧的一个上边带和一个下边带信号，载频通常是激励信号的频率。
多数的已知读信机包括宽带接收机，用于接收两个边带并直接利用载频将其转换到基带。
已知系统的一个问题在于，宽带接收机在上、下两个边带中的一个边带中或两个边带中对由其他转发器或另一个源(例如另一个类似的系统，蜂窝电话等)产生的噪声敏感。即使有一个边带未受影响，现在的读信机也不能将接收数据解码。
在d’Hout等的US6,064,320中，公开了在收费广场上将相邻使用的单边带接收机应用于一个有多条小路的街道的各个小路上。其中一个读信机只是下边带读信机，而相邻的读信机只是上边带读信机。交互排列的目的只是为了保持各读信机间的信号分离。如果相关的有效边带信号损坏了，读信机就不能将接收数据解码。
因此，本发明的目标是提供一个读信机或接收机以及一种相关的方法，申请人确信通过该方法至少可以减缓上述问题。
根据本发明，为电子射频识别系统提供了一个读信机，该系统还包括一组被读信机读取的转发器。该读信机包括-一个第一恢复电路，该电路用来恢复并分离来自某一转发器的已调制响应信号的上边带和下边带；和-一个第一评估电路，该电路基于评估结果为下一级输出评估并选择上、下边带中的某一边带。
评估电路可通过信噪比标准来评估上边带和下边带。另外，评估电路也可以通过边带解码数据的最小误差标准来评估上边带和下边带。
第一恢复电路可以包括一个镜像抑制混频器，其第一路输出用于下边带，第二路输出用于上边带。
读信机可以进一步包括一个在第一路输出和第二路输出间进行选择的开关，以对来自评估电路的选择信号进行响应。
开关的一路输出可以连接到提供解码数据的第一数据解码电路。
读信机可以进一步包括一个激励信号源以激励无源转发器。激励信号源可以连接到镜像抑制混频器，将响应信号下变频到基带。
读信机可以包括一个传送激励信号并接收响应信号的单个天线。该天线可以通过带状线连接到激励信号源。
响应信号可以通过与带状线一同工作的第一定向耦合器耦合到第一恢复电路。
读信机可以进一步包括一个第二恢复电路，用以恢复和分离来自某一转发器的已调制响应信号的上边带和下边带。
响应信号可以通过与带状线一同工作的第二定向耦合器耦合到第二恢复电路。
第一和第二定向耦合器沿带状线彼此间隔的电距离在 和 之间，优选情况下为 ，这里λc是激励信号的波长。第二恢复电路可以包括一个第二镜像抑制混频器，其第一路输出用于下边带，第二路输出用于上边带。
读信机可以包括一个在第二混频器第一个输出和第二输出间进行选择的第二个开关，以对来自评估电路的选择信号进行响应。第二开关的一路输出可以连接到第二数据解码电路，以提供解码数据。
第一数据解码器的输出和第二数据解码器的输出会连接到一个选择开关，为对来自评估电路的控制信号做出响应，该选择开关基于解码数据最小误差要求，把第一解码器的输出和第二解码器的输出中被选中的一个有效地连接到选择开关的输出。
本发明的范围中还包括由多个转发器和一个读信机组成的电子射频识别系统(正如这里定义和/或介绍的)。
本发明进一步包括了从电子射频转发器读取响应信号的方法，本方法包括以下步骤-接收信号；-应用解调技术恢复并分离信号的上边带和下边带；-评估上边带和下边带信号；并-自动应用最佳性能准则来选择上边带和下边带信号之一，以进行进一步处理。
以下将参考附图仅通过示例对本发明做进一步说明；在做附图中
图1是电子射频识别系统的框图；图2是根据本发明构成该系统的一部分的读信机的框图和频谱图；以及图3是读信机的另一实施例框图。
根据本发明，电子射频识别系统(RFID)通常指定为如图1参考数字10所示。
系统包括读信机12和由编号从14.1到14.n的转发器组成的转发器组14。在使用中，转发器可以安装在其他要计数或标识的组件或器件(未标出)上，或以其它方式与这些组件或器件相关联。转发器可以是包括本地电源的有源转发器，也可以是无源转发器，因为它们可以从由读信机发射的激励信号16获得电源。各转发器配置相似，因此只详细描述转发器14.1。转发器14.1由天线18，以及连接到天线的集成电路19组成，集成电路包括调制器20、控制器22和存储器装置24。
在使用中，读信机向转发器组14发射频率为fc的激励信号16。例如，频率fc可能是900MHz。转发器从此信号中得到电源(如上文所述)，并通过用预存储在存储器装置24中的数据以已知的方式对信号进行后向散射调制，分别将响应信号26.1到26.n发射出去。读信机顺序锁定响应信号并如下文所述那样读取数据。一旦读取完整组信号，上文所述组件就会被识别和/或计数。
如图2所示，得到的响应信号26.1是一个幅度调制信号，由位于载频fc两侧的上边带(USB)信号26.11和下边带(LSB)信号26.12组成。
根据本发明读信机12的第一实施例示于图2。读信机包括天线28和发射机30，用于频率为fc的激励信号16。发射机连接到天线，以发射激励信号16，它还连接到相位型镜像抑制接收机32。接收的响应信号26.1直接在34处定向地耦合到镜像抑制接收机32。接收机输出36连接到识别检波器38并通过边带选择控制通路40反馈到镜像抑制接收机。在使用中，识别检波器38基于最佳性能准则评估上下边带并自动选择较好的边带(如USB26.11)作为输出36的基带信号传到下级电路作进一步处理；最佳性能评估准则包括信噪比和/或数据最小误差准则。
读信机的另一个实施例在图3示出并表示为112。读信机112包括频率合成器114，频率合成器产生频率为fc的激励信号。该激励信号可以是单调信号或者是在某一频带上的跳频信号。合成器经过第一功分器116，一路输出连接到功率放大器118，另一路输出连接到第二功分器120。放大器的输出通过带状线121连接到天线128，激励信号通过天线128发射出去。第二功分器120的第一和第二输出分别连接到第一和第二平衡正交混频器130和132的第一输入124和131，第一和第二平衡正交混频器130和132分别属于平衡镜像抑制混频器134和136。平衡正交混频器130的第二路输入138来自与带状线121一同工作的第一定向耦合器140，该信号被功率分流器142所分流。平衡正交混频器132的第二路输入144来自定向耦合器146，该耦合器沿带状线121与第一耦合器140彼此间隔的电距离在 和 之间(优选情况下为 )，这里 ，c3108m/s。在可能的实际实施中，电距离为 转换到物理长度大约是4.6cm。
在混频器134的加法器的两个输出150.1和150.2处分别是接收自转发器14.1的响应信号26.1的下边带(LSB)和上边带(USB)信号。下边带(LSB)和上边带(USB)信号也分别出现在混频器136的加法器152的两个输出152.1和152.2处。
加法器150和152连接到边带信号质量评估电路153。电路153以最佳信噪比准则评估每个加法器输出的上下边带信号。
一组输出150.1和150.2以及另一组输出152.1和152.2可分别通过开关151和153由连接到信号质量评估电路153的第一选择控制器155进行选择，并通过第一控制信号可控。每一组的最佳边带(上边带或下边带)在解码器160或162处解码，以提供解码数据流。
为了响应第二选择信号，由第二选择控制器154控制的下一级开关164允许在上述数据流间进行选择；典型的选择准则是基于最低位速率差错或数据最小误差准则。开关164的输出连接到下级电路作进一步处理。
虽然最初将耦合器140和146沿带状线隔开是为了避免响应信号路径上的零点效应，但通过为改进的开关164来提供两个输出，就可能同时读取来自转发器组14的两个转发器的信号。解码器160对来自第一转发器的响应信号的最佳边带解码，而解码器162对来自第二转发器的响应信号的最佳边带解码，分别通过改进开关164的前述两个输出进行输出。
应理解，可对本发明的读信机、系统和方法进行许多细节变化，但这些都不会背离随附权利要求的范围和精神。
权利要求
1.一种读信机用于电子射频识别系统，该系统还包括多个要被读信机读取的转发器，该读信机包括-一个第一恢复电路，用来恢复并分离来自某一转发器的已调制响应信号的上边带信号和下边带；以及-一个第一评估电路，用于基于评估结果为下一级输出评估并选择上、下边带中的一个边带信号。
2.根据权利要求1所述的读信机，其特征在于评估电路根据信噪比准则评估上边带和下边带。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的读信机，其特征在于评估电路根据边带解码数据的最小误差准则评估上边带和下边带。
4.根据任何一项前述权利要求所述的读信机，其特征在于第一恢复电路包括一个镜像抑制混频器，混频器第一路输出用于下边带，第二路输出用于上边带。
5.根据权利要求4所述的读信机包括一个在第一路输出和第二路输出之间进行选择的开关，以对来自评估电路的选择信号进行响应。
6.根据权利要求5所述的读信机，其特征在于开关的一路输出连接到用于提供解码数据的第一数据解码电路。
7.根据任何一项前述权利要求所述的读信机包括一个激励信号源以激励无源转发器。
8.根据权利要求7所述的读信机，其特征在于激励信号源连接到镜像抑制混频器，以将响应信号下变频到基带。
9.根据权利要求8所述的读信机包括一个单个天线，用于传送激励信号并接收响应信号。
10.根据权利要求9所述的读信机，其特征在于天线通过带状线连接到激励信号源。
11.根据权利要求9所述的读信机，其特征在于响应信号通过与带状线一同工作的第一定向耦合器耦合到第一恢复电路。
12.根据从1到11的任何一项权利要求所述的读信机包括一个第二恢复电路，用于恢复和分离来自某一转发器的已调制响应信号的上边带和下边带。
13.根据权利要求12所述的读信机，其特征在于响应信号通过与带状线一同工作的第二定向耦合器耦合到第二恢复电路。
14.根据权利要求13所述的读信机，其特征在于第一和第二定向耦合器沿带状线彼此间隔的电距离在 和 之间。
15.根据从12到14的任何一项权利要求所述的读信机，其特征在于第二恢复电路包括一个第二镜像抑制混频器，混频器第一路输出用于下边带，第二路输出用于上边带。
16.根据权利要求15所述的读信机包括一个在第二混频器的第一个输出和第二输出间进行选择的第二开关，以对来自评估电路的选择信号进行响应。
17.根据权利要求16所述的读信机，其特征在于第二开关的一路输出连接到第二数据解码电路，以提供解码数据。
18.根据权利要求17所述的读信机，其特征在于第一数据解码器的一个输出和第二数据解码器的一个输出连接到一个选择开关，其中，为对来自评估电路的控制信号做出响应，该选择开关基于解码数据最小误差要求，把第一解码器的输出和第二解码器的输出中被选中的一个输出有效地连接到选择开关的输出。
19.一个电子射频识别系统，包括多个转发器和一个根据从1到18的任何一项权利要求所述的读信机。
20.一种从电子射频转发器读取响应信号的方法，本方法包括以下步骤-接收信号；-应用解调技术恢复并分离信号的上边带和下边带；-评估上边带和下边带信号；并-自动应用最佳性能准则来选择上边带和下边带信号之一，以进行进一步处理。
全文摘要
一个电子射频识别系统,包括一个读信机12和多个要被读信机读取的转发器。读信机包括一个恢复电路32,用来恢复并分离来自某一转发器的已调制响应信号26.1的上边带信号26.12和下边带信号26.11。读信机进一步包括一个评估电路38,用于基于评估结果为下一级输出评估并选择上、下边带中的一个边带信号。
文档编号H04B1/59GK1329400SQ01121490
公开日2002年1月2日 申请日期2001年6月12日 优先权日2000年6月12日
发明者克里斯托弗·G·G·特纳 申请人:超传感器(私有)有限公司