用于检测低功率谐振标签的射频识别系统技术方案

在使用智能标签的射频识别（ＲＦＩＤ）系统，使用具有为想要的ＲＦ场频整数倍的输出频率的低噪声晶体振荡器来使振幅和相位噪声最小化。然后使用用于分频器的级联触发器对此频率分频。最后一级触发器的两输出均驱动发射器天线以产生连续波信号。光纤将模拟标签响应信号从接收器电路的输出输送到包括数字信号处理器（ＤＳＰ）的标签响应信号分析模块的输入，由此提供电路组件之间的电隔离，断开接地回路，阻止从ＤＳＰ来的内部切换噪声进入接收器电路，并防止共模信号干扰所想要的ＲＦＩＤ标签信号。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于检测低功率谐振标签的射频识别系统射频识别系统(RFID)是用来检测并预防物品的丢失以及在各种不同的零售公司、服装和大盘商、超级市场、图书馆、录像带出租店等等之类的商店中执行物品管理功能。一般而言，此系统使用一个与物品(或其包装)紧连在一起或相关联的智能标签，典型地该物品是潜在的顾客或熟练的用户可以轻易地拿到的物品。其中将智能标签和物品(或其包装)紧连在一起或相联接的过程通常称之为给物品加“标签”。一般而言，该射频识别系统用于检测该唯一的智能标签的存在(或不存在)，因此在受监视的安全区或检测区内受保护的物品在这里也称之为“询问区”。此检测区位于商店出口或入口处或附近，或是位于商店的某一部分，位于销售处，或手提便携式询问器的附近。一种获得广泛普及的射频识别系统使用一种智能标签，该标签包含有独立的被动谐振电路，通常为在某一检测频率范围之内的预定的检测频率产生谐振的小体积的平面印刷电路。调整至检测频率的发射器发射电磁能或询问信号到检测区。调整至检测频率的接收器检测由智能标签体现出的电磁场的振幅干扰。当连有一智能标签的物品移进或通过此检测区时，此智能标签暴露于发射的电磁能中。也就是说，询问此智能标签。接收器对该输出信号的检测指示在检测区内存在有一含有智能标签的物品，接着此接收器触发警告来通知采取适当的安全措施或引起其它人员注意。一种为人所熟知的射频识别系统有一在射频范围内的发射和检测频率。和这种系统一起使用的该智能标签称之为RF标签或RF智能标签。和每一物品相关联的RF标签可以是相同的，这样所有拥-->有智能标签的物品，都向接收器返回相同信号。或者，RF标签可能是传回各唯一的唯一识别码的被动谐振智能标签。美国专利第5,446,447号(Carney等人)、第5,430,441号(Bickley等人)、第5,347,263号(Carroll等人)公开了三个此种智能标签的例子。这些智能标签典型地包含有一用来产生各唯一的识别码的集成电路。此“智能的”智能标签提供关于在询问器区域内检测到的物品的附加信息。这些智能标签典型地在射频范围内响应并发射信号，为本
所熟知的“射频识别(RFID)标签”或“智能标签”。射频识别标签使用于射频识别系统中。智能标签也可以在非射频频带谐振，通常可能被称之为“EAS标签”。上面所描述的现有的射频识别系统种类以及其它种类的现存射频识别系统在防止盗窃或未被许可拿走物品方面显示出很有效率。图1展示一传统射频识别系统的无线电收发器组件10。此组件包含一对定义检测区14于其中的间隔的台座的无线电收发器天线12和12’。在一传统的方案中，发射器和接收器线圈均放置于每个天线12和12’中。在另一传统的方案中，发射器线圈放置于天线12中而接收器线圈放置于天线12’中。检测区14的最大尺寸主要取决于用于射频识别系统中智能标签的“读取范围”。“读取范围”为一被动谐振信号可以精确地被信号接收装置检测并辨别的范围。被动谐振信号相对地是低功率信号，而且必须在一相对噪声环境内被识别。在检测区14内有很多潜在的噪声源，诸如来自其它智能标签的信号、发射器频率和金属物体以及邻近电子设备相互作用产生的信号。而且，射频识别系统本身就是一重要的噪声源。在射频识别系统中，从振荡器产生出有效的振幅及相位噪声，所说振荡器用来产生发射器回路天线的基谐波场频。而且，大量的噪音在无线电收发器电子电路和用以处理模拟标签信号的电路之间的信号路径上流动。此信号路径在传统的射频识别系统中是硬连接-->的。参见例如美国专利第4,623,877号(Buckens)。接地回路及共模信号沿该信号路径引进噪声。来自用以处理模拟标签信号的数字信号处理(DSP)电路的切换噪音时常可在信号路径上发现。向无线电收发器电子电路以及用以处理模拟、标签信号的电路供电的直流电源线也会在其信号路径上引进噪声。这些噪声降低标签响应信号的信噪比，因而限制了读取范围。天线12和12’相距越远，噪声问题愈严重，因为标签信号随着与接收器天线距离的增加而减弱，然而随着与接收器天线距离的增加，潜在的环境噪声源却增强。而且，政府当局，如联邦电信委员会(FCC)，调整了在射频识别系统使用的频率范围内的幅射发射使用等级，并且禁止辐射等级超过最大预定等级。进而限制了在检测区中信号的强度，因而限制了读取范围。许多传统的射频识别系统目前在FCC限定的极限或极限附近工作。传统的射频识别系统即使是在可接受的读取范围也会遇到标签读取问题。举例来说，来自某一特定的智能标签的信号可能因为在检测区内无法预期的噪声或因为微弱或明显衰减的标签响应信号造成的低信噪比而未被检测到。因此，传统的射频识别系统有时候无法“听到”小信号，或是当环境异常嘈杂时甚至连正常强度的信号也无法听到。典型地，无线电收发器天线12和12’间的距离在三到六英尺的范围，视特定的射频识别系统以及使用该系统的特定应用而定。然而，为了避免限制商店的进/出口，希望天线彼此间的间隔至少有进/出口的宽度，其可能是六尺或在某些型式的商店中可能更远(例如大型购物中心)。有时候也希望能隐藏天线装置。然而，假若天线必须彼此非常靠近以获得可接受的效能时，则隐藏天线装置是不可行的。因此，在传统的射频识别系统中，天线放置位置的选择性受到限制。-->在美国申请号为08/783,423的申请案中，描述了一种用来增加射频识别系统读取范围的方案，该申请于1998年1月14日提出，标题为“多回路天线”。然而，此方法针对天线的设计，而不是针对由射频识别系统本身以及由其它外部噪声源所产生的噪声问题。总括来说，有一重要的、长久以来为人所知的且目前尚未被满足的需求，即在不违反政府在磁场强度的规章下来改进检测能力以及射频识别系统的读取范围。本专利技术提供一种用于RFID系统的信号发生器。RFID系统包括一拥有基谐波场频率的发射器天线组件。此发射器天线组件由两个有180度相位差的输入信号驱动。此信号发生器包含一振荡器以及一除以n电路，其中n≥2。此振荡器有一为基本场频率n整数倍的输出频率。此除以n电路的一输入与振荡器的输出相连接。该除以n电路产生两个有180度相位差而有相同频率的输出信号。两个除以n的输出信号都用来驱动发射器天线组件。由此回路天线所产生的合成电场信号为连续波信号。除以n电路包含一或多个级联的触发器。最后一级触发器的两个输出均用来驱动发射器机天线以产生连续波信号。本专利技术提供一种检测在检测区内是否存在物品的具有检测区的RFID系统，其中该物品标有谐振智能标签。该RFID系统包括一接收器电路，一标签响应信号分析电路，在两者之间连有一光纤接口。接收器电路在检测区检测到智能标签后输出一解调的模拟标签响应信号。所述标签响应信号分析电路包括一输入，和一处理该模拟标签响应信号并从中输出智能标签数据的数字信号处理电路。所述光纤接口一端与接收器电路的输出连接，另一端与标签响应信号分析电路的输入连接，用以将模拟标签响应信号从接收器电路传送到标签响应信号分析电路。上述的总结，以及下面对本专利技术的较佳实施例的详细的描述，-->在与附图结合时阅读更好理解。为了说明本专利技术，附图中所展示的是目前较佳的实施例。然而，必须了解本专利技术并不局限于图中所展示的精确的排列和方法。在图式中：图1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于一射频识别（ＲＦＩＤ）系统中的信号发生器，该ＲＦＩＤ系统具有一有基本场频的发射器天线组件，该发射器天线组件由两个相位差为１８０度的输入信号驱动，该信号发生器包括： （ａ）一拥有为该基本场频的ｎ整数倍的输出频率的振荡器；以及 （ｂ）输入端连接到该振荡器输出的除以ｎ电路，该除以ｎ电路产生两个有１８０度相位差而频率相同的输出信号，其中ｎ≥２，两个除以ｎ输出信号均被用来驱动该发射器天线组件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 1998-7-24 09/122,121;US 1998-7-24 09/122,3101、一种用于一射频识别(RFID)系统中的信号发生器，该RFID系统具有一有基本场频的发射器天线组件，该发射器天线组件由两个相位差为180度的输入信号驱动，该信号发生器包括：(a)一拥有为该基本场频的n整数倍的输出频率的振荡器；以及(b)输入端连接到该振荡器输出的除以n电路，该除以n电路产生两个有180度相位差而频率相同的输出信号，其中n≥2，两个除以n输出信号均被用来驱动该发射器天线组件。2、根据权利要求1所述的信号发生器，其中所述该除以n电路包含至少一个触发器，所述二输出信号为该至少一个触发器的非反相输出和反相输出。3、根据权利要求1所述的信号发生器，其中n=2，而且该除以n电路包含一触发器。4、根据权利要求2所述的信号发生器，其中n＞2而且为偶数，所述除以n电路包含n个级联的触发器，所述两个输出信号为最后一级触发器的非反相输出及反相输出。5、根据权利要求1所述的信号发生器，其中16≥n≥2。6、根据权利要求1所述的信号发生器，其中n是偶数。7、一种用来为RFID系统的询问器发射器天线产生至少一个驱动信号的装置，该至少一个驱动信号造成该发射器天线以一基本场频的频率产生一连续波信号，该装置包括产生至少一个频率为该基本场频的用作该至少一个驱动信号的输出信号的触发器，其中该装置产生两个驱动信号，并且该触发器产生两个相位差为180度而频率相同的输出信号，该两个输出信号被用作为该两个驱动信号。8、根据权利要求7所述的装置，还包含：至少一个用以放大所述驱动信号之一的切换式放大器，该放大器一端连接到该发射器天线而另一端连接到该至少一个触发器的输出。9、根据权利要求7所述的装置，还包含：两个用以放大所述两个驱动信号的切换式放大器，每个放大器的一端连接到该发射器天线，另一端分别连接到所述每个触发器的输出。10、具有检测区的一种射频识别(RFID)系统，该系统检测在该检测区中一物品是否存在，其中该物品贴有一谐振智能标签，该系统包含：(a)一发射器天线组件，它包含一用以建立该检测区的发射器回路天线，该回路天线有一预定的基本场频并且产生一连续波信号；(b)一用于以其基本场频驱动该发射器天线组件的信号发生器，该信号发生器包括：(ⅰ)一具有为该基本场频的n整数倍的输出频率的振荡器，以及(ⅱ)一用于产生至少一个输出信号的除以n电路，其输入端连接到该振荡器输出，其中n≥2；以及(c)一放大器，其输入端连接到该除以n输出信号，及以输出端连接到该发射器天线组件，该放大器输出一除以n输出信号以驱动该回路天线产生所述连续波信号，其中该发射器天线组件由两个有180度相位差的输入信号驱动，而且该除以n电路产生两个有180度相位差且频率相同的信号，该除以n电路包含至少一个触发器，该两个触发器的输出信号为该至少一个触发器的非反相输出和反相输出。11、根据权利要求10所述的RFID系统，其中n=2，且该除以n电路包含一个触发器。12、具有一检测区的一种射频识别(RFID)系统，该系统检测在该检测区中一物品是否存在，其中该物品贴有一谐振智能标签，该系统包含：(a)一发射器天线组件，它包括一用以建立该检测区的发射器回路天线，该回路天线有一预定的基本场频并且产生一连续波信号；(b)一信号发生器，用于以其基本场频驱动该发射器天线组...

【专利技术属性】
技术研发人员：威廉F加勒格三世，鲁赛尔E巴伯，艾力克艾克斯顿，
申请(专利权)人：检查点系统有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]