一种天线自动调谐方法技术

本发明专利技术公开了一种应用于超高频射频识别读写器的天线自动调谐方法，属于电子信息领域。本发明专利技术的核心是，在天线与超高频射频识别读写器的射频收发机之间增加天线自动调谐电路的基础上，通过自动判定调谐结果和自动设置控制值，从而将偏离标准匹配阻抗的天线重新调谐到标准匹配阻抗上，从而实现天线与超高频射频识别读写器的射频收发机之间的良好匹配；这可以有效抑制天线存在一系列非理想因素，使得UHF RFID读写器可以不受天线实际情况下的寄生效应和非一致性效应的影响，显著提高了灵敏度、读取距离、可靠性，显著降低了误读率。当UHF RFID读写器使用环境发生变化后，还可以启用该方法将天线重新调谐至最佳匹配状态。

Antenna automatic tuning method

The invention discloses an antenna automatic tuning method applied to UHF radio frequency identification reader. The core of the invention is that the antenna and UHF RFID read write device between RF transceiver based antenna automatic tuning circuit, by automatically tuning results and automatically set the control value, which will deviate from the standard antenna impedance matching re tuned to standard impedance matching, so as to realize antenna and ultra high frequency radio frequency identification read a good match between the RF transceiver write device; it can effectively reduce the antenna has a series of non ideal factors, the UHF RFID reader can not be influenced by the actual situation of the parasitic effects of antenna and non consistency effect, significantly improve the reading distance, sensitivity, reliability, significantly reduced the rate of misreading. When the UHF RFID reader environment changes, can also enable the antenna to re tune the best matching status.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于一种适用于超高频射频识别读写器的天线自动调谐方法，属于电子信息

技术介绍
超高频射频识别（UHFRFID）读写器是物联网领域的核心物理层设备，其性能直接决定UHFRFID标签的读取距离、可靠性和误读率。UHFRFID读写器必须要连接天线才能使用，然而由于天线存在一系列非理想因素，如特征阻抗偏离50欧姆、频点偏离、驻波比偏高、天线连接馈线的长度不一致、天线的非一致性、电路板的非一致性、射频输入匹配网络的元器件的寄生效应和非一致性、等等，这将导致UHFRFID读写器性能恶化，严重影响灵敏度，从而制约了读取距离和可靠性，误读率也大为增加。现有的一些方法和手段，无法做到自动调谐，而UHFRFID读写器在具体使用时，天线特性千差万别，如果无法实现自动调谐，那么将难以实用化。因此，我们针对这个问题展开研究，专利技术了面向UHFRFID读写器的天线自动调谐方法，UHFRFID读写器可以不受天线实际情况下的寄生效应和非一致性效应的影响。
技术实现思路
本专利技术提供了一种适用于超高频射频识别读写器的天线自动调谐方法，在附加天线自动调谐电路的基础上，通过自动判定调谐结果和自动设置控制值，实现对天线输入匹配的自动调谐功能，从而使得天线存在一系列非理想因素，如特征阻抗偏离50欧姆、频点偏离、驻波比偏高、天线连接馈线的长度不一致、天线的非一致性、电路板的非一致性、射频输入匹配网络的元器件的寄生效应和非一致性、等等因素得到抑制，UHFRFID读写器可以不受天线实际情况下的寄生效应和非一致性效应的影响，显著提高了灵敏度、读取距离、可靠性，显著降低了误读率。本专利技术的上述目的是通过如下的技术方案予以实现的：1.如图1所示，“天线1”与“天线自动调谐电路2”的一端相连；“天线自动调谐电路2”的另一端与“射频收发机3”相连；“天线自动调谐方法4”从“射频收发机3”中获得接收机接收到的天线反射信号的功率强度信息；“天线自动调谐方法4”产生“控制值”输入给“天线自动调谐电路2”。2.如图2所示，所述的“天线自动调谐电路2”由“电感L12a”、“电容C12b”、“电容C22c”、“电感L22d”四部分组成；所述的“电感L12a”一端与“天线1”相连，另一端与“地”相连；所述的“电容C12b”一端与“天线1”相连，另一端与“射频收发机3”相连；所述的“电容C22c”一端与“射频收发机3”相连，另一端与“地”相连；所述的“电感L22d”一端与“射频收发机3”相连，另一端与“地”相连。3.如图3所示，所述的“天线自动调谐方法4”由以下流程顺序组成：（1）天线自动调谐电路设定初始“控制值”，即给“天线自动调谐电路2”中的电感L12a”、“电容C12b”、“电容C22c”、“电感L22d”给定一个初始“控制值”；（2）选定工作频点：根据UHFRFID读写器需要的工作频点，设定收发机的载波频点；（3）发射机发射特定功率强度的连续载波：在选定的频点上，发射特定功率强度的连续载波，经过“天线自动调谐电路2”输出值“天线1”然后发射出去，由于此时天线调谐没有完成，天线与收发机之间的匹配不好，因此“天线1”将反射一定功率强度的连续载波经过“天线自动调谐电路2”返回至“射频收发机3”；（4）接收机探测天线发射信号的功率强度：“射频收发机3”中的接收机接收到天线反射回来的连续载波，并测定出该功率强度信息，并将该信息输出给“天线自动调谐方法4”；（5）改变天线自动调谐电路的控制值：“天线自动调谐方法4”按照一定的次序改变“天线自动调谐电路2”中的电感L12a”、“电容C12b”、“电容C22c”、“电感L22d”的“控制值”；然后“射频收发机3”中的接收机依然接收天线反射回来的连续载波并测定出该功率强度信息，并将该信息输出给“天线自动调谐方法4”；（6）天线反射信号功率强度的最低值：“天线自动调谐方法4”选择出天线反射信号功率强度的最低值；（7）得到最优的天线自动调谐电路的控制值：天线反射信号功率强度的最低值时所对应的“天线自动调谐方法4”的“控制值”即为天线自动调谐的结果；（8）天线自动调谐完成：对该工作频点和该特定发射功率强度的天线调谐完毕，得到“最优控制值”在之后UHFRFID读写器工作在该工作频点和该特定发射功率强度时，只需对“天线自动调谐电路2”中的电感L12a”、“电容C12b”、“电容C22c”、“电感L22d”设置该“最优控制值”即可；（9）当需要对其他的发射特定功率强度的情况进行自动调谐时，重复第（3）至第（8）步；（10）当需要对其他的共组频点的情况进行自动调谐时，重复第（2）至第（8）步；4.所述的“控制值”包括以下几种情况：（1）数字控制位，控制离散可变电容或离散可变电感；（2）模拟控制信号，可以是模拟电流控制信号或模拟电压控制信号，控制连续可变电容和连续可变电感。本专利技术的优点本专利技术的优点在于，可以根据实际天线的情况，自动的将偏离标准匹配端口阻抗的天线调谐至标准匹配端口阻抗，从而使得射频收发机端口与天线直接实现很好的匹配，从而抑制了天线存在一系列非理想因素，如特征阻抗偏离50欧姆、频点偏离、驻波比偏高、天线连接馈线的长度不一致、天线的非一致性、电路板的非一致性、射频输入匹配网络的元器件的寄生效应和非一致性、等等；当设备使用环境发生变化，如温度、湿度、应力、老化等发生变化时，启用本专利技术的天线自动调谐方法，可以重新将天线调谐至最优匹配状态，本专利技术具有以下优点：1.显著提高UHFRFID读写器的收发之间隔离度；2.显著提高UHFRFID读写器的灵敏度；3.显著提高UHFRFID读写器的读取距离；4.显著提高UHFRFID读写器的可靠性；5.显著降低UHFRFID读写器的误读率；6.显著提高UHFRFID读写器对性能较差（匹配不良好的）的天线的适应性，性能仍然可以维持高水平；7.UHFRFID读写器在加装各种不同天线（匹配特性不一致）的情况下，抑制非一致；8.当设备使用环境发生变化，如温度、湿度、应力、老化等发生变化时，启用本专利技术的天线自动调谐方法，可以重新将天线调谐至最优匹配状态。附图说明图1：天线自动方法的示意图；图2：一种天线自动调谐方法的电路图；图3：天线自动调谐方法的流程图。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种天线自动调谐方法，其步骤包括：“天线1”与“天线自动调谐电路2”的一端相连；“天线自动调谐电路2”的另一端与“射频收发机3”相连；“天线自动调谐方法4”从“射频收发机3”中获得接收机接收到的天线反射信号的功率强度信息；“天线自动调谐方法4”产生“控制值”输入给“天线自动调谐电路2”；所述的“天线自动调谐电路2”由“电感L1 2a”、 “电容C1 2b”、 “电容C2 2c”、 “电感L2 2d”四部分组成；所述的“电感L1 2a”一端与“天线1”相连，另一端与“地”相连；所述的“电容C1 2b”一端与“天线1”相连，另一端与“射频收发机3”相连；所述的“电容C2 2c”一端与“射频收发机3”相连，另一端与“地”相连；所述的“电感L2 2d”一端与“射频收发机3”相连，另一端与“地”相连；所述的“天线自动调谐方法4”由以下流程顺序组成：（1）天线自动调谐电路设定初始“控制值”，即给“天线自动调谐电路2”中的电感L1 2a”、 “电容C1 2b”、 “电容C2 2c”、 “电感L2 2d”给定一个初始“控制值”；（2）选定工作频点：根据UHF RFID读写器需要的工作频点，设定收发机的载波频点；（3）发射机发射特定功率强度的连续载波：在选定的频点上，发射特定功率强度的连续载波，经过“天线自动调谐电路2”输出值“天线1”然后发射出去，由于此时天线调谐没有完成，天线与收发机之间的匹配不好，因此“天线1”将反射一定功率强度的连续载波经过“天线自动调谐电路2”返回至“射频收发机3”；（4）接收机探测天线发射信号的功率强度：“射频收发机3”中的接收机接收到天线反射回来的连续载波，并测定出该功率强度信息，并将该信息输出给“天线自动调谐方法4”；（5）改变天线自动调谐电路的控制值：“天线自动调谐方法4”按照一定的次序改变“天线自动调谐电路2”中的电感L1 2a”、 “电容C1 2b”、 “电容C2 2c”、 “电感L2 2d”的“控制值”；然后“射频收发机3”中的接收机依然接收天线反射回来的连续载波并测定出该功率强度信息，并将该信息输出给“天线自动调谐方法4”； （6）天线反射信号功率强度的最低值：“天线自动调谐方法4”选择出天线反射信号功率强度的最低值；（7）得到最优的天线自动调谐电路的控制值：天线反射信号功率强度的最低值时所对应的“天线自动调谐方法4”的“控制值”即为天线自动调谐的结果；（8）天线自动调谐完成：对该工作频点和该特定发射功率强度的天线调谐完毕，得到“最优控制值”在之后UHF RFID读写器工作在该工作频点和该特定发射功率强度时，只需对“天线自动调谐电路2”中的电感L1 2a”、 “电容C1 2b”、 “电容C2 2c”、 “电感L2 2d”设置该“最优控制值”即可；（9）当需要对其他的发射特定功率强度的情况进行自动调谐时，重复第（3）至第（8）步；（10）当需要对其他的共组频点的情况进行自动调谐时，重复第（2）至第（8）步；所述的“控制值”包括以下几种情况：（1）数字控制位，控制离散可变电容或离散可变电感；（2）模拟控制信号，可以是模拟电流控制信号或模拟电压控制信号，控制连续可变电容和连续可变电感。...

【技术特征摘要】
1.一种天线自动调谐方法，其步骤包括：“天线1”与“天线自动调谐电路2”的一端相连；“天线自动调谐电路2”的另一端与“射频收发机3”相连；“天线自动调谐方法4”从“射频收发机3”中获得接收机接收到的天线反射信号的功率强度信息；“天线自动调谐方法4”产生“控制值”输入给“天线自动调谐电路2”；所述的“天线自动调谐电路2”由“电感L12a”、“电容C12b”、“电容C22c”、“电感L22d”四部分组成；所述的“电感L12a”一端与“天线1”相连，另一端与“地”相连；所述的“电容C12b”一端与“天线1”相连，另一端与“射频收发机3”相连；所述的“电容C22c”一端与“射频收发机3”相连，另一端与“地”相连；所述的“电感L22d”一端与“射频收发机3”相连，另一端与“地”相连；所述的“天线自动调谐方法4”由以下流程顺序组成：（1）天线自动调谐电路设定初始“控制值”，即给“天线自动调谐电路2”中的电感L12a”、“电容C12b”、“电容C22c”、“电感L22d”给定一个初始“控制值”；（2）选定工作频点：根据UHFRFID读写器需要的工作频点，设定收发机的载波频点；（3）发射机发射特定功率强度的连续载波：在选定的频点上，发射特定功率强度的连续载波，经过“天线自动调谐电路2”输出值“天线1”然后发射出去，由于此时天线调谐没有完成，天线与收发机之间的匹配不好，因此“天线1”将反射一定功率强度的连续载波经过“天线自动调谐电路2”返回至“射频收发机3”；（4）接收机探测天线发射信号的...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶乐，张韩，张志铜，袁帅，
申请(专利权)人：长兴芯科物联科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33