多天线结构、RFID装置、标签交互方法与流程

本发明涉及天线，具体涉及一种多天线结构及一种rfid装置，还涉及一种标签交互方法。

背景技术：

1、rfid(radio frequency identification，射频识别)技术是一种无线通信技术，其可以通过无线电信号识别特定目标并读写相关数据，无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触，广泛用于民用以及工业生产领域。

2、rfid天线是用于传输rfid标签数据的发射、接收的关键装置，天线上射频电信号的稳定性和信噪比决定了rfid装置读写的成功率。rfid天线易受到布置环境、附近是否存在射频场、附近是否存在射频天线等因素的影响，造成正常工作的rfid天线的射频场信号出现波动，引入更多噪声，进而降低rfid通信质量。当前集成了多天线的rfid装置在市面上逐渐增多，而且市场上也出现了需要一次读写多个rfid标签的应用需求，这对rfid多个天线之间的抗干扰提出了更高的要求。

3、目前，对于多天线抗干扰的方式主要是从空间结构和改变多天线的工作模式上处理。空间结构上主要是加大天线之间的距离、增加吸波结构以加强单个天线模组的抗干扰能力等手段；改变多天线的工作模式主要是通过特殊设计的算法对多天线进行优化控制管理，以实现多天线稳定读写。

4、现有多天线抗干扰技术主要存在以下缺点：

5、1、单纯增加天线之间的距离不能从根本上避免天线之间的干扰问题，而且会增大多天线rfid装置的体积，限制了rfid装置的应用范围。

6、2、通过增加吸波结构等增强单个天线抗干扰性能的方式，提高了天线制造的成本，同时需要对多个天线射频场的分布进行充分仿真，对天线的设计提出了更高的要求。

7、3、改变多天线的工作模式来提高多天线工作稳定性的方法，对软件算法的设计要求更高，此外需要对标准的rfid装置工作流程和通信协议进行修改，不利于多天线设备的兼容和推广。

技术实现思路

1、本发明实施例提供一种多天线结构及一种rfid装置，以解决多天线近距离布置情况下由于干扰导致的rfid标签读写成功率下降的问题。

2、本发明实施例还提供一种标签交互方法，以提高每个天线读取rfid标签的成功率和稳定性。

3、为此，本发明实施例提供如下技术方案：

4、一方面，本发明实施例提供一种多天线结构，所述结构包括：多个天线模组、以及控制模块；所述多个天线模组中的任一个天线模组处于工作状态时，其他天线模组处于非工作状态；所述天线模组包括：天线、谐振辅助线圈、电容、以及线圈控制开关；

5、所述天线，用于在所述天线模组处于工作状态时，发送或接收rfid射频载波信号；

6、所述线圈控制开关，用于在所述天线模组处于工作状态时，控制所述谐振辅助线圈断开，在所述天线模组处于非工作状态时，控制所述谐振辅助线圈闭合；

7、所述谐振辅助线圈，用于减少非工作天线上的射频信号的干扰；

8、所述电容，用于调节所述谐振辅助线圈的自谐振频率至rfid射频工作频率；

9、所述控制模块，用于根据所述天线模组的工作状态控制所述线圈控制开关的断开和闭合。

10、可选地，所述多个天线模组呈平面阵列分布。

11、可选地，所述天线为线圈围绕结构。

12、可选地，所述谐振辅助线圈布设在天线线圈围绕范围内。

13、可选地，所述谐振辅助线圈的闭合面积小于等于所述天线线圈的闭合面积。

14、可选地，所述谐振辅助线圈的匝数与天线线圈的匝数相同。

15、可选地，所述天线和所述谐振辅助线圈呈紧耦合状态放置。

16、可选地，所述天线和所述谐振辅助线圈布设于pcb板不同层，或者叠放于pcb板同一层。

17、另一方面，本发明实施例还提供一种rfid装置，所述装置包括：读写模块、以及前面所述的多天线结构；所述读写模块工作时，驱动所述多天线结构中的一个天线模组进入工作状态，其他天线模组保持非工作状态。

18、可选地，所述读写模块通过动态轮询或跳变询问方式选择需要工作的天线模组。

19、另一方面，本发明实施例还提供一种基于所述的rfid装置的标签交互方法，所述方法包括：

20、选择需要工作的天线模组，控制所述天线模组进入工作状态；

21、利用所述天线模组读写对应的rfid标签；

22、在所述rfid标签读写完毕后，控制所述天线模组退出工作状态；

23、如果读写rfid标签工作未结束，则按照天线工作顺序选择下一个需要工作的天线模组读写对应的rfid标签，直至读写rfid标签工作结束。

24、本发明实施例提供的多天线结构及rfid装置，将现有的多天线结构的rfid装置中的每个天线设计为一个天线模组结构，在每个天线模组中，不仅包括天线，还包括谐振辅助线圈、电容、以及线圈控制开关，由线圈控制开关控制谐振辅助线圈的通断，以使谐振辅助线圈减少非工作天线上的射频信号的干扰，从而降低rfid装置中不同天线之间的相互干扰，提高读写成功率。

技术特征：

1.一种多天线结构，其特征在于，所述结构包括：多个天线模组，以及控制模块；所述多个天线模组中的任一个天线模组处于工作状态时，其他天线模组处于非工作状态；所述天线模组包括：天线、谐振辅助线圈、电容、以及线圈控制开关；

2.根据权利要求1所述的多天线结构，其特征在于，所述多个天线模组呈平面阵列分布。

3.根据权利要求1所述的多天线结构，其特征在于，所述天线为线圈围绕结构。

4.根据权利要求3所述的多天线结构，其特征在于，所述谐振辅助线圈布设在天线线圈围绕范围内。

5.根据权利要求4所述的多天线结构，其特征在于，所述谐振辅助线圈的闭合面积小于等于所述天线线圈的闭合面积。

6.根据权利要求3所述的多天线结构，其特征在于，所述谐振辅助线圈的匝数与天线线圈的匝数相同。

7.根据权利要求1至6任一项所述的多天线结构，其特征在于，所述天线和所述谐振辅助线圈呈紧耦合状态放置。

8.根据权利要求7所述的多天线结构，其特征在于，所述天线和所述谐振辅助线圈布设于pcb板不同层，或者叠放于pcb板同一层。

9.一种rfid装置，其特征在于，所述装置包括：读写模块、以及如权利要求1至8任一项所述的多天线结构；所述读写模块工作时，驱动所述多天线结构中的一个天线模组进入工作状态，其他天线模组保持非工作状态。

10.根据权利要求9所述的rfid装置，其特征在于，所述读写模块通过动态轮询或跳变询问方式选择需要工作的天线模组。

11.一种基于权利要求9或10所述的rfid装置的标签交互方法，其特征在于，所述方法包括：

技术总结
本发明公开了一种多天线结构、RFID装置、标签交互方法，该多天线结构包括：多个天线模组，以及控制模块；多个天线模组中的任一个天线模组处于工作状态时，其他天线模组处于非工作状态；天线模组包括：天线、谐振辅助线圈、电容、以及线圈控制开关；天线用于在天线模组处于工作状态时，发送或接收RFID射频载波信号；谐振辅助线圈用于减少非工作天线上的射频信号的干扰；线圈控制开关用于控制谐振辅助线圈断开或闭合；电容用于调节谐振辅助线圈的自谐振频率至RFID射频工作频率；控制模块用于根据天线模组的工作状态控制线圈控制开关的断开和闭合。本发明方案可以降低RFID装置中多天线之间的相互干扰，提高读写成功率。

技术研发人员：史昊正,屠勇伟
受保护的技术使用者：上海复旦微电子集团股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22