本发明专利技术涉及一种应用于HF和UHF检票系统的RFID双模天线,主要涉及两款不同频段天线的高隔离设计，实现完美兼容，互不影响。所述射频天线包括一种HF频段的闭环天线和UHF频段的陶瓷天线阵列；所述陶瓷天线阵列通过各射频切换开关由MCU控制切换，以使所述各子天线支路轮流导通。在不影响HF天线磁感应线的前提下实现两者同时工作。本发明专利技术可解决对UH射频天线的电磁兼容问题，同时保证读票的均匀性与杜绝误读的现象，保证检票的安全性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无线射频识别应用
，特别涉及一种用于射频票据刷卡领域的双模天线以及无线射频识别装置。
技术介绍
无线射频识别(RFID)是一种非接触式的自动识别技术。在RFID系统中，识别信息存放在电子数据载体中，电子数据载体成为应答器。应答器中存放的识别信息由阅读器读出，在一些应用中，阅读器不仅可以读出存放的信息，而且可以对应答器写入数据，读写的是通过双方之间的无线通信来实现的。RFID按应用频率的不同分为低频(LF)、高频(HF)、超高频(UHF)、微波(丽)，相对应的代表性频率分别为低频135KHz以下、高频13. 56MHz、超高频860M_960MHz、微波 2. 4G，5. 8G。根据射频耦合方式的不同，RFID可以分为电感耦合方式(磁耦合)和反向散射耦合方式(电磁场耦合)两大类。其中，电感耦合方式的载波频车X (也称为工作频率)为13. 56MHz和小于135kHz的频段。电感耦合方式的应答器几乎都是无源的，能量从阅读器获得。由于阅读器产生的磁场强度受到电磁兼容性能有关标准的严格限制，因此阅读器与应答器之间的工作距离很近，一般在一米以下。特高频(UHF)和超高频(SHF)采用RFID反向散射耦合方式。当电磁波遇到空间目标(应答器)时，其能量一部分被目标吸收，另一部分以不同的强度被散射到各个方向。在散射的能量中，一部分被散射回了发射天线(所以说发射天线也是接收天线)，并被该天线接收对接收信号进行放大和处理，即可获取目标的有关信息。由于HF票据为了接收能量而利用电感耦合来感应该磁场，波长较长，属于电感型天线，因此需要更多的传导材料来实现。而UHF票据同样能够很容易地获取相同的近场能量，并且效率和成本效益更高。因此，UHF可以比HF更容易和更高效地用于近场，这意味着 UHF系统能够在更复杂的环境比阅读HF能够阅读的更多的信息，包括在液体和金属含量高环境。随着技术的发展，UHF技术优势越来越明显，它的全面应用也势不可挡。HF和UHF 的共同使用也成为时代的需求。因此开发HF和UHF的双模应用系统是很有必要。专利200820118681. 1提供了一种无线射频识别天线模块，包括基板，设置于基板上的块状天线和印刷板电路微带天线，且印刷板电路微带天线围绕该块状天线，其中块状天线例如是一超高频天线，印刷电路微带天线例如是一高频天线。通过两个不同频段的天线共同工作提高了天线模块的工作频率范围。然而，如其所描述的无线射频识别天线模块容易造成不同频段的天线互相干扰的问题，并且，由于单个超高频天线在识别射频票据时存在着识别区域的局限性以及感应范围内信号强度的不均勻，天线的读取高度在某些区域会降低，使得射频票据刷卡范围受限，也容易产生射频票据误刷和漏刷的现象。再者，专利申请200410039489. χ提供了一种天线切换式射频扫描目标自动定位装置及定位方法，自动定位装置包括单片机数据处理电路、射频发射电路、射频接收电路组成的射频读卡器以及射频读卡天线，多个天线通过天线切换器与射频读卡器连接。多个射频天线安装在所要查找目标所处区域的预定点位，天线切换器根据接收到的切换指令对射频读卡天线进行切换，读取不同方位的射频标识卡，对大范围内带有射频标识卡的目标进行查找和定位。但是专利申请200410039489. χ由于其用于射频定位领域，目的是实现大范围内目标的自动查找和定位，其装置和功率的大小都不适用于射频票据刷卡领域，也不能解决现有技术中由于天线感应范围内信号不均勻带来的射频票据误刷和漏刷的问题。鉴于上述现有的无线射频识别天线存在的缺陷，本专利技术提供了一种双模天线以及无线射频识别装置。
技术实现思路
本专利技术提供一种用于无线射频识别的双模天线，应用于HF和UHF检票系统的RFID 双模天线，实现两款不同频段天线的高隔离，兼容且互不影响，并提高射频天线的感应范围内信号的均勻性，解决由于射频天线感应范围内信号的不均勻带来的射频票据误刷和漏刷的问题。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下一种用于无线射频识别的双模天线， 包括基板、设置在基板上的电感耦合闭环天线和反向散射耦合天线阵列，反向散射耦合天线阵列包含η (η >2，η为整数)个天线子单元，所述相邻天线子单元以相差360° /n角度均勻分布于HF天线中央；所述反向散射耦合天线阵列还包括用于轮流导通各个天线子单元的射频切换开关，以及控制射频切换开关切换的控制电路。本专利技术的有益效果是采用上述的天线阵列的组合方式给予了 13. 56MHz天线的磁力线充分的绕射空间，在不影响电感耦合方式的前提下，实现了自己的反向散射耦合，实现了双模天线共同工作使用；并且由于各个天线子单元均勻分布，且通过切换开关轮流工作，可减小UHF频段各个天线子单元的相互干扰，并保证了在UHF频段天线感应范围内信号的均勻性，实现感应范围全面、均勻，距离适中的目的，有效的杜绝了由于信号不均勻带来的射频票据在某些区域读取高度降低而产生的票据误刷和漏刷的现象，保证检票的安全性，另外由于HF和UHF两个频段天线设置在同一块基板上，节省了空间，符合射频票据刷卡小型化的需要。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。进一步，所述反向散射耦合天线阵列为陶瓷天线列阵。本专利技术还提供了一种无线射频识别装置，包括射频信号处理电路，以及有与所述射频信号处理电路连接的如上所述的双模天线。进一步，所述电感耦合闭环天线为HF频段天线，所述反向散射耦合天线阵列为 UHF频段天线。进一步，所述射频信号处理电路包括与HF频段天线连接且用于阅读HF频段信号的HF阅读电路，以及与UHF频段天线连接且用于阅读UHF频段信号的UHF阅读电路。附图说明图1为本专利技术双模天线一种实施例(以4单元阵列为例)结构示意图； 图2为图1中实施例的票据区域示意图3为本专利技术一种无线射频识别装置结构框图； 图4为本专利技术一种实施例中电感耦合闭环天线的工作原理图； 图5为本专利技术一种实施例中反向散射耦合天线阵列的工作原理图； 图6为本专利技术一种实施例中票据读取距离范围标识示意图； 图7为本专利技术一种实施例中单个陶瓷读取范围示意图； 图8为本专利技术一种实施例中阵列天线读取范围示意图。具体实施例方式以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。如图1所示，一种双模射频天线，包括设置在同一个PCB板上的一个闭环射频天线 11和一个陶瓷射频天线阵列12，其中，射频天线11为电感耦合闭环天线，工作在高频HF频段，射频天线阵列12为反向散射耦合天线阵列，工作在特高频UHF频段。所述的陶瓷天线阵列12包括4个915MHz的陶瓷天线子单元(13，14，15，16)设置于闭环射频天线11中央，均勻分布在360°的圆上，每个天线子单元负责自己周围的感应区域，且每个天线子单元通过射频开关(17，18)与控制电路相连接，以很快的切换频率轮流导通，即避免了各个子天线单元之间的互相干扰。所述陶瓷天线阵列的组合方式，给予了 13. 56MHz天线的磁力线充分的绕射空间，在不影响天线11电感耦合方式的前提下，实现了自己的反向散射耦合，达到两者同时工作，互不影响的目的。如图2所示，两不同频段天线将同时工作时，当HF频段13. 56MHz的射频票据出现在本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种用于无线射频识别的双模天线，包括基板、设置在基板上的电感耦合闭环天线和反向散射耦合天线阵列，其特征在于，所述反向散射耦合天线阵列包含ｎ个天线子单元，ｎ为大于等于２的整数，所述相邻天线子单元以相差３６０°／ｎ角度均匀分布于电感耦合闭环天线中央；所述反向散射耦合天线阵列还包括用于轮流导通各个天线子单元的射频切换开关，以及控制射频切换开关切换的控制电路。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：申秀美，章伟，许晖，苏成月，
申请(专利权)人：国民技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94
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