[0002] 本发明还涉及RFID读取方法。
[0003] 根据
现有技术，在无线发射机-接收机中，无论是在
频率水平还是在时间水平上，发射机和接收机之间的发射和接收一般都是彼此分开的。换句话说，如果至少或多或少地出现同时发射和接收，则相对于发射而言接收是在不同的频率上实现的，或者发射和接收在时间上彼此分离地交叠着。
[0004] 在RFID方法中，无源RFID元件(RFID标签)在许多应用中都作为接收元件来使用。这些接收元件从读取装置的发射功率获取其工作
能量，同时返回
信号基于该标签的后向散射的调制。关于
电能供给，上述发射应该是连续的。在RFID装置中，发射机和接收机都工作在相同的频率上，使得无论在频率水平还是在时间水平上上述发射和接收都无法相互分离。到达发射机的有效信号是已被上述标签调制过的发射信号的反射。关于读取装置的内部
电路，发射信号在某种程度上不合时宜地连接到接收信号，同时除此之外，还出现了来自读取装置的环境的不期望的后向散射，并且内部和外部后向散射增大了到达接收机的信号。由环境后向散射和读取器的内部电路所引起的这种额外的信号(所谓的直接耦合)载入了该接收机的RF前端并且常常使其偏离线性范围，在最糟糕的情况下这可能使有效信号的放大过程从根本上变弱。在实践中，这一技术问题表现为读取事件不确定，还表现为读取距离减小。
[0005] 本发明意图消除上文所揭示的现有技术的
缺陷，且其目的还在于创建一种全新类型的RFID读取装置和读取方法。
[0006] 本发明基于：在所设置或测得的参数的帮助下，与标签和读取装置之间的正常无线电信道并行地形成一补偿信道，由此有可能使接收信号内所含的不期望有的直接耦合的信号衰减。
[0007] 更具体地讲，本发明涉及一种RFID读取装置(1)，它包括：发射机(3)，它被安排成将电能馈入所述RFID读取装置(1)附近的至少一个RFID标签(2)，以及按所述发射机(3)的频率工作的接收机(4)，使得所述发射机(3)和所述接收机(4)通常同时工作，并且所述接收机(4)被安排成通过无线电信道(7)来接收所述读取装置附近的至少一个RFID标签(2)的反射信号，所述RFID读取装置(1)还包括用于使来自所述RFID标签(2)的有效信号与除来自所述RFID标签(2)的信号以外的信号分离的装置(Z2，12，13，14，20)，该装置包括仿真负载或参考阻抗(14，Z2)，并且能够基于将发射/接收天线的阻抗与所述参考阻抗(14，Z2)进行比较，使来自所述RFID标签(2)的有效信号与除来自所述RFID标签(2)的信号以外的信号相互分离。
[0008] 本发明还涉及一种RFID读取方法，在所述方法中：通过无线电链路(7)向RFID标签(2)馈入电能，以便产生供所述RFID标签(2)用的工作能量并且创建用于返回反射信号的接收；由所述RFID标签(2)所反射的信号被接收和检测到；定义除所述RFID标签(2)所反射的信号以外的信号并且使它们衰减，以便使来自所述RFID标签(2)的返回有效信号与其它信号相互分离，其中使用仿真负载或参考阻抗(14，Z2)，以便基于将发射/接收天线的阻抗与所述参考阻抗(14，Z2)进行比较，使来自所述RFID标签(2)的有效信号与除来自所述RFID标签(2)的信号以外的信号相互分离。
[0009] 在本发明的帮助下，获得了相当多的优点。
[0010] 本发明还具有较佳实施方式，通过这些实施方式，该装置的内部电路和外部后向散射都可以得到有效地衰减。在本发明的帮助下，读取事件变得更可靠，同时读取距离也可以增大。特别是，在有许多表面(比如金属表面)反射上述发射功率的环境中，在本发明各实施方式的帮助下获得了良好的结果。
[0011] 在下文中，在示例的帮助下且参照
附图，来查看本发明。
[0012] 图1示出了可应用于本发明的方法的一种测量环境。
[0013] 图2示出了本发明的一种通用解决方案的
框图。
[0014] 图3示出了图2所示本发明的特定解决方案的方框图。
[0015] 图4示出了图2所示本发明的第二特定解决方案的方框图。
[0016] 图5示出了图2所示本发明的第三特定解决方案的方框图。
[0017] 图6示出了图2所示本发明的特定解决方案的方框图。
[0018] 在下面的描述中，将使用下列术语：
[0019] RFID读取装置1
[0020] RFID标签2
[0021] RFID读取装置的发射机3
[0022] RFID读取装置的接收机4
[0023] 发射天线5
[0024] 接收天线6
[0025] 转移通道7
[0026] 接收机的RF前端8
[0027] 第一加法器9
[0029] 检测器11
[0030] 调节器12
[0031] 补偿/参考信道13
[0032] 调节元件14
[0035] 合成器17
[0036] 第二加法器19
[0037] 双端口20
[0040] 根据图1所示的解决方案，在远程检测器技术(RFID)中，来自标签2(RFID检测器)的数据转移基于标签2的后向散射的调制。由此，该标签将发射机装置1所发送的信号作为经调制的信号进行反射。通常，在读取事件中，从标签2处会接收到涉及标签2的身份的细节(产品类型、
包装日期、目标等)，或者有可能接收到与该标签集成到一起的
传感器的数据(湿度、压
力、
温度等)。在读取装置1中，因通信的方式，发射机3和接收机4同时打开，因为读取装置应该同时向标签2提供电能以“叫醒它”从而进行工作。另外，发射机3和接收机4工作在相同的频率上，在这种情况下到接收机4的直接耦合是很难避免的。
[0041] 相对于从标签处反射的有效信号，从发射机到接收机的信号耦合是相当大的。
[0042] 这种直接耦合是因读取器的内部电路和来自环境的后向散射所导致的。在正常的环境中，该耦合的幅值可以上升到-20dBc，而本来意图检测的有效信号可能只具有-80dBc甚至更小的幅值。较大的直接耦合可能使接收机4的敏感的前端饱和，在这种情况下将检测不到上述有效信号。
[0043] 图2以方框图的形式示出了用于消除后向散射的本发明的通用解决方案。RFID发射机3通常包括功率放大器15、调制器16和合成器17。在读取器的内部且通过环境后向散射，发射机3的信号耦合到接收机4。除了这种耦合以外，图2的无线电通道7包含来自标签2的有效信号。在补偿信道中所产生的参考或校正信号的帮助下，从转移到检测器的信号中除去了由直接耦合所导致的RF信号。该补偿信号要么由PA 15的
输出信号构成，要么来自其它的rf信号。这种除去操作是在第一加法器9和非对称前置放大器或
差分放大器(它包括加法器元件)的帮助下进行的。低频信号取自检测器11或调节器12。在调节器12中，接着被用于控制补偿信道13的调节元件14，以便补偿耦合自发射器3的不期望的信号，由此分离了从标签处返回的输出信号的不期望的信号。
[0044] 图3示出了一种针对直接耦合问题的简单解决方案。按其最简单的形式，该解决方案是无源桥式耦合，其中相同的信号被馈入TX/RX天线和仿真负载(即参考阻抗)。在本图中，阻抗Z1描绘了天线，Z2描绘了参考阻抗(即仿真负载)。
电阻Z3和Z4描绘了真实的电阻或转移通道的特定阻抗。在桥式耦合中，差分放大器被用作前置放大器10，它放大了到达其输入处的信号的分离。由此，通过仿真负载Z2到达前置放大器10的参考信号的振幅应该等于来自天线的不期望的信号并且两者同相，使得直接耦合将被取消。通过使用这种解决方案，有可能除去上述耦合中的恒定成分，比如该装置的内部耦合。
[0045] 因为该环境是动态的，所以直接耦合也发生变化。为此，有利的做法是调节参考信号。
[0046] 图4示出了使用桥式耦合来消除不断变化的耦合。这种不断变化的不期望的耦合是在大体上移动表面(比如金属表面)、反射射频传输能量这种读取情况下引起的。在本图中，阻抗Z1描绘了天线，阻抗Z2描绘了仿真负载，根据两者的联合体可以使用两个(
正交的)参数来调节上述阻抗。例如，调节元件14可以是PIN
二极管(该阻抗的
实部)和
变容二极管(该阻抗的
虚部)。这些元件并行地连接到接地。元件14的调节是利用调节器12进行的，而调节器12转而接收来自检测器11的
控制信号，检测器11则连接在放大器10的后面。检测器11例如可以是一个常规的正交
检波器，它包括90度功率分配器21和混频器22，分配器21用于使放大器10的输出信号中的零
相位成分与相对于此的正交信号(代表了该信号的虚部)分离，借助于混频器22通过使信号乘以本机
振荡器的频率便使上述
射频信号下降到
载波频率。
[0047] 在图3和图4的桥式耦合中，信号的检测和耦合的消除都基于将天线的阻抗与阻抗Z2进行比较。如果阻抗Z1和Z2具有不同的幅值，则差分放大器的输入中的信号将也是不同的。如果参考阻抗Z2被调节，则差分放大器的输入可以被保持到相同调节频带中的相同数值，在这种情况下，在该调节频带内rf前端的
输入信号将保持很小。
[0048] 作为桥式耦合的替代，根据图5通过有源地产生校正信号，也可以消除上述直接耦合。在图5中，这是在非对称前置放大器的帮助下实现的。在这种情况下，通过第二加法器元件19将用于补偿后向散射的信号引至前置放大器的输入。现在，校正信号的振幅的幅值与来自天线的不期望的信号相同，但相位相反。以这样一种方式来设计双端口A 20，使得在前置放大器10之前耦合的补偿信号消除了通过直接耦合所引起的信号，进而使得转移到前置放大器的输入处的信号将保持很小。
[0049] 根据图6，通过在两个(正交的)阶段有源地调节上述校正信号，便再一次实现了更佳的结果。在这种电路中，根据检测到的耦合，有源地调节上述校正信号。这种调节确保了，当上述耦合根据环境变化而变化时被转移到前置放大器10的信号将保持足够小。图3、5和6的检测器11像上文结合图4所描述的那样起作用。
[0050] 在本发明的范围中，也会设想出下面的变体：
[0051] 在本发明的范围中，也可以在没有前置放大器的情况下实现RF前端。在这种情况下，从天线到达接收机的信号被直接地或通过
衰减器耦合到(差分或非对称的)检测器。
[0052] 桥式方法(图3和4)：
[0053] -RX/TX天线可以直接地或通过循环器耦合到该电桥。-为了减小功率损耗，可以向桥式耦合添加
变压器，这将减小仿真负载支路的
电流，同时没有改变该电路的功能。
[0054] -调节器的频带可以在信息频带之下或者在整个信息频带之上。
[0055] -作为差分前置放大器的替代，可以使用加法器元件和非对称前置放大器。然后，参考信号的相位应该被颠倒。
[0056] 校正信号方法(图5和6)
[0057] -通过使用单个天线且有循环器的帮助，或者通过使用单独的RX和TX天线，都可以实现读取装置。
[0058] -其它有源元件(比如混频器，例如PIN二极管)都可以用作校正信号的调节元件，在这种情况下可能必须在不止两个阶段中调节上述校正信号
[0059] -调节器的频带可以在信息频带之下或者在整个信息频带之上。
[0060] -通过使用差分放大器也可以实现上述校正信号方法，在这种情况下校正信号是在没有加法器的情况下被馈入差分放大器的第二输入的。在这种情况下，补偿信号的阶段必须被颠倒。
[0061] -发射机、发射机的合成器、或其它rf源中的任一输出都可以被用作校正信号的rf源(rf比较)。
