(10)申请公布号
(43)申请公布日 (21)申请号 201410838949.9
(22)申请日 2014.12.30
G06K 17/00(2006.01)
(71)申请人威海北洋电气集团股份有限公司
地址264200 山东省威海市高技区火炬路
159号
(72)发明人李淑超 任永涛 孙杰林 李显科
郭辰明 库胜亮
(74)专利代理机构威海科星专利事务所 37202
代理人
初姣姣
(54)发明名称
(57)摘要
本发明涉及射频控制技术领域，具体的说是
一种特别适用于对多通道射频信号进行读取的
射频信号读写切换电路及射频读写器，其特征在
于设有直流偏置电路、PIN 开关电路、高频信号通
路，其中直流偏置电路与PIN 开关电路的输入端
相连接，PIN 开关电路的输出端与高频信号通路
的输入端相连接，本发明与现有技术相比，通过采
用小功率元器件完成多路射频信号的切换，具有
结构合理、成本低、操作简便等显著的优点。(51)Int.Cl.
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书3页 附图2页
(10)申请公布号CN 104504425 A (43)申请公布日2015.04.08
C N 104504425
A
1.一种射频信号读写切换电路，其特征在于设有直流偏置电路、PIN开关电路、高频信号通路，其中直流偏置电路与PIN开关电路的输入端相连接，PIN开关电路的输出端与高频信号通路的输入端相连接。
2.根据权利要求1所述的一种射频信号读写切换电路，其特征在于还设有与PIN开关电路相连接的PIN并联电路。
3.根据权利要求1所述的一种射频信号读写切换电路，其特征在于所述PIN开关电路设有电感L1、L2，电阻R1，电容C1，C2，二极管D1，其中直流偏置电路与电感L1、电阻R1串联后接入二极管D1的正极，高频信号输入端与电容C1串联后接入二极管D1的正极，二极管D1的负极与C2串联后接入高频信号输出端，电感L2串联在二极管D1的负极与接地端之间。
4.根据权利要求1所述的一种射频信号读写切换电路，其特征在于还设有与直流偏置电路相连接的指示灯电路。
5.一种射频读写器，设有控制芯片、射频接收电路、射频调制电路、射频发射电路、射频天线阵列以及射频切换电路，其特征在于射频切换电路采用如权利要求1-4中任意一项所述的射频信号读写切换电路。
6.根据权利要求5所述的一种射频读写器，其特征在于所述射频天线阵列设有N个射频天线，N≥2，对应的设有N路射频切换电路，每路射频切换电路负责一个射频天线中射频信号的发送和接收。
7.根据权利要求5所述的一种射频读写器，其特征在于控制芯片分别与射频接收电路、射频调制电路、射频切换电路相连接，射频调制电路的输出端与射频发射电路相连接，射频发射电路和射频接收电路分别经射频切换电路与射频天线阵列相连接。
8.根据权利要求5所述的一种射频读写器，其特征在于还设有与控制芯片相连接的通信电路。
射频信号读写切换电路及射频读写器
[0001]
技术领域
[0002] 本发明涉及射频控制技术领域，具体的说是一种特别适用于对多通道射频信号进行读取的射频信号读写切换电路及射频读写器。
背景技术
[0003] 在现有射频识别技术领域，射频识别系统一般包括射频天线、用于控制射频信号发射及接收的读写模块，以及固定在待识别物品上的射频标签，使用时射频天线输出射频信号，对射频标签进行读取，射频标签上携带的信息再经射频天线反馈至读写模块内的信号接收电路，对接收到的信息进行处理后，即可完成对射频标签以及其所表示的物体的ID 识别。而在密集架体的应用中，例如读取档案盒的密集架与读取图书的智能书架中，天线的数量很多，支持多个天线的多通道读写器应运而生。现有的多路切换方法，是用继电器进行控制该路的通断，控制射频信号的导通与关断，继电器的封装与体积都比PIN二极管大，造成PCB板面积很大，使成本增加，另外由于继电器的开通与关断瞬间产生的下降或上升沿中，混有大量的高频谐波，对设备造成很大的电磁干扰，另外继电器本身就是电磁设备，会对进过的高频信号产生干扰，导致读取性能降低。
发明内容
[0004] 本发明针对现有技术中存在的缺点和不足，提出了一种特别适用于对多通道射频信号进行读取的射频信号读写切换电路及射频读写器。
[0005] 本发明可以通过以下措施达到：
一种射频信号读写切换电路，其特征在于设有直流偏置电路、PIN开关电路、高频信号通路，其中直流偏置电路与PIN开关电路的输入端相连接，PIN开关电路的输出端与高频信号通路的输入端相连接。
[0006] 本发明中还设有与PIN开关电路相连接的PIN并联电路。
[0007] 本发明所述PIN开关电路设有电感L1、L2，电阻R1，电容C1，C2，二极管D1，其中直流偏置电路与电感L1、电阻R1串联后接入二极管D1的正极，高频信号输入端与电容C1串联后接入二极管D1的正极，二极管D1的负极与C2串联后接入高频信号输出端，电感L2串联在二极管D1的负极与接地端之间。
[0008] 本发明还设有与直流偏置电路相连接的指示灯电路。
[0009] 本发明还提出了一种射频读写器，设有控制芯片（MCU）、射频接收电路、射频调制电路、射频发射电路、射频天线阵列以及射频切换电路，其特征在于射频切换电路采用如上所述电路结构。
[0010] 本发明所述射频天线阵列设有N个射频天线，N≥2，对应的设有N路射频切换电路，每路射频切换电路负责一个射频天线中射频信号的发送和接收。
[0011] 本发明中控制芯片（MCU）分别与射频接收电路、射频调制电路、射频切换电路相连接，射频调制电路的输出端与射频发射电路相连接，射频发射电路和射频接收电路分别经射频切换电路与射频天线阵列相连接。
[0012] 本发明中还设有与控制芯片（MCU）相连接的通信电路，使射频读写器能够经通信电路与上位机相连接。
[0013] 本发明在使用时，读写器上电自检，蜂鸣器鸣叫一声，自检完成，上电后电源指示灯常亮。读写器默认设置为被动检测模式。被动检测模式等待上位机发键标签指令，读写器通过通信电路与上位机相连接，上位机发送检标签指令。指令也包括读写器哪路应该切换导通的控制信号，读写器中的MCU接收到上位机传来的命令，并进行解析。解析完成后，MCU通过控制电路控制多路读写器哪路应该导通、控制开磁场，产生调制之后的射频信号，射频信号经过放大电路进行功率放大之后，经过匹配滤波电路，进行阻抗匹配，使输出阻抗匹配到50欧姆；射频切换电路在控制信号的作用下，已经选通一路，该路的PIN二极管在直流偏置的作用下正向偏置，射频信号可以从该路的高频通路到达连接到该射频端口的天线上，而没有选通的那些端口，PIN二极管反向偏置，射频信号不能通过；射频信号通过天线向空间辐
射电磁场，出与磁场中的标签受到磁场的耦合信号，产生电量，并将自身的标签信息也通过磁场耦合返回到天线上，使天线捕捉到标签信息；携带标签信息的射频信号，原路经过射频切换电路中被选中导通的高频通路，到达射频接收电路；射频接收电路对携带标签信息的射频信号进行解调、滤波、放大、比较等电路，得到标签信息；标签信息传送到读写器MCU，读写器通过通信电路把标签信息传送给上位机，上位机得到标签信息后即显示出来。
[0014] 本发明与现有技术相比，通过采用小功率元器件完成多路射频信号的切换，具有结构合理、成本低、操作简便等显著的优点。
[0015] 附图说明：
附图1是本发明中射频切换电路的结构示意图。
[0016] 附图2是本发明中射频切换电路的一种实施方式示意图。
[0017] 附图3是本发明中射频读写器的结构示意图。
[0018] 附图标记：直流偏置电路1、PIN开关电路2、高频信号通路3、PIN并联电路4、指示灯电路5、控制芯片6（MCU）、射频接收电路7、射频调制电路8、射频发射电路9、射频切换电路10、射频天线11。
[0019] 具体实施方式：
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
[0020] 如附图1所示，本发明提出了一种射频信号读写切换电路，其特征在于设有直流偏置电路1、PIN开关电路2、高频信号通路3，其中直流偏置电路1与PIN开关电路2的输入端相连接，PIN开关电路2的输出端与高频信号通路3的输入端相连接。
[0021] 本发明中还设有与PIN开关电路2相连接的PIN并联电路4。
[0022] 如附图2所示，本发明所述PIN开关电路2设有电感L1、L2，电阻R1，电容C1，C2，二极管D1，其中直流偏置电路与电感L1、电阻R1串联后接入二极管D1的正极，高频信号输入端与电容C1串联后接入二极管D1的正极，二极管D1的负极与C2串联后接入高频信号输出端，电感L2串联在二极管D1的负极与接地端之间。
[0023] 本发明还设有与直流偏置电路1相连接的指示灯电路5。
[0024] 本发明还提出了一种射频读写器，设有控制芯片6（MCU）、射频接收电路7、射频调制电路8、射频发射电路9、射频天线阵列以及射频切换电路10，其特征在于射频切换电路10采用如上所述电路结构。
[0025] 本发明所述射频天线阵列设有N个射频天线11，N≥2，对应的设有N路射频切换电路10，每路射频切换电路10负责一个射频天线11中射频信号的发送和接收。[0026] 本发明中控制芯片6（MCU）分别与射频接收电路7、射频调制电路8、射频切换电路10相连接，射频调制电路的输出端与射频发射电路相连接，射频发射电路和射频接收电路分别经射频切换电路与射频天线阵列相连接。
[0027] 本发明中还设有与控制芯片（MCU）相连接的通信电路，使射频读写器能够经通信电路与上位机相连接。
[0028] 本发明在使用时，读写器上电自检，蜂鸣器鸣叫一声，自检完成，上电后电源指示灯常亮。读写器默认设置为被动检测模式。被动检测模式等待上位机发键标签指令，读写器通过通信电路与上位机相连接，上位机发送检标签指令。指令也包括读写器哪路应该切换导通的控制信号，读写器中的MCU接收到上位机传来的命令，并进行解析。解析完成后，MCU通过控制电路控制多路读写器哪路应该导通、控制开磁场，产生调制之后的射频信号，射频信号经过放大电路进行功率放大之后，经过匹配滤波电路，进行阻抗匹配，使输出阻抗匹配到50欧姆；射频切换电路在控制信号的作用下，已经选通一路，该路的PIN二极管在直流偏置的作用下正向偏置，射频信号可以从该路的高频通路到达连接到该射频端口的天线上，而没有选通的那些端口，PIN二极管反向偏置，射频信号不能通过；射频信号通过天线向空间辐射电磁场，出与磁场中的标签受到磁场的耦合信号，产生电量，并将自身的标签信息也通过磁场耦合返回到天线上，使天线捕捉到标签信息；携带标签信息的射频信号，原路经过射频切换电路中被选中导通
的高频通路，到达射频接收电路；射频接收电路对携带标签信息的射频信号进行解调、滤波、放大、比较等电路，得到标签信息；标签信息传送到读写器MCU，读写器通过通信电路把标签信息传送给上位机，上位机得到标签信息后即显示出来。
[0029] 本发明与现有技术相比，通过采用小功率元器件完成多路射频信号的切换，具有结构合理、成本低、操作简便等显著的优点。
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