一種傳統方式改進型的電子物品監視的天線系統的製作方法
2023-07-26 15:29:26 1
專利名稱：一種傳統方式改進型的電子物品監視的天線系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種天線系統，尤其涉及一種應用於脈衝發射式聲磁電子物品監視(EAS )系統中的天線系統。
技術背景脈衝發射式聲石茲EAS系統常常需要發射一組如圖1所示的高壓高能量的脈衝 序列。天線系統中的發射機和接收機組成的發射磁場和檢測區域覆蓋一定的通道距 離範圍，可以是如圖2A所示的發射機和接收機分離的結構，也可以是如圖2B所示 的發射機和接收機合為 一體的結構。當有攜帶標籤的商品通過監測區域時，標籤的諧振裝置就會被脈衝形式的發 射磁場激活，並且諧振產生一個相同頻率的標籤諧振信號。圖3A是理想狀態下標 籤諧振信號的接收情況，當EAS系統脈衝發射信號在每個脈沖結束時候，標籤諧振 信號並沒有馬上結束，而是通過一個比發射天線衰減的慢的多的指數函數方式緩慢 衰減減弱，而EAS系統就在每個發射脈衝結束的時候開啟一個接收窗口用來監測標 籤的諧振衰減信號。請參見圖3B，現在的實際情況是發射機在天線上的高壓大能量不能馬上衰 減，會殘留一個衰減的尾巴，而要接收的標籤衰減信號又是微弱的小信號，所以如 果不避開發射的尾巴就會被全部淹沒在發射信號中。但如果避開發射信號太遠，又 會使得接收信號衰減的太多而監測不到或者靈敏度下降。因此，如何讓發射脈沖結 束後發射天線的信號儘快的衰減並且接收窗口能夠儘快地打開關係到系統性能。現有的 一種處理方式是在電流反饋的方式來達到反饋控制並且衰減發射的殘 餘電壓，理論上可以實現地很好。但是由於實際器件的差異，始終不能達到最好的 效果，調試到最好也有殘餘電壓而且還會延續一段時間，所以窗口的延遲十分長。另外，本申請人於2004年3月10日公開的公開號為CN1481082的中國專利 申請"電子物品監視的天線系統的方法和配置"採用一個0字天線和一個8字天
線，兩天線通過電子器件(可控石圭)分別開路，以達到斷開天線迴路〗吏得脈衝信號關斷。但是由於實際器件非理想化，並非100%開路，總有殘餘電壓的存在，和微弱的標籤諧振衰減的信號比起來，幅度和能量還是足夠大。上述的專利申請仍然會造成兩個結果(1 )如果過早開啟接收窗口 ，儘管標 籤信號此時還沒衰減的很小，但是發射的能量衰減的殘餘電壓就會混到標籤信號 上，而且會將其淹沒或者大大降低了信噪比。(2)如果要讓發射的殘餘電壓完全 消失，又使得標籤信號衰減的很小，能夠有效接收到的信號強度就很小。另有一種實際做法是分別利用兩組8字天線和兩組O字天線， 一組8字O字 作為發射天線，另一組8字O字作為感應天線，通過感應天線來反饋發射的剩餘 能量，來控制發射天線的關斷。但是由於兩個天線的相互感應，調試困難，還會影 響發射的正常工作。發明內容本實用新型的目的在於解決上述問題，提供一種電子物品監視的天線系統， 使得標籤衰減信號的監測變得更為容易，更好地消除了發射脈沖的殘留影響。本實用新型的技術方案為本實用新型提供了一種傳統方式改進型的電子物 品監視的天線系統，其特徵在於，所述天線系統包括一組收發合一的天線組部分，由一個獨立O字環形上天線和一個獨立O字環 形下天線組成，該O字上天線與該O字下天線處於一個平面上，該兩個天線既可 以發射也可以接收；一組》茲棒接收天線，專門用來接收，進一步包括至少兩個石茲棒天線，其中至少一個^f茲棒天線在整個天線組的上半部，至 少一個^f茲棒天線在整個天線組的下半部。上述的傳統方式改進型的電子物品監視的天線系統，其中，該兩個O字環形 天線可以是圓形或橢圓環形天線，也可以是矩形天線。上述的傳統方式改進型的電子物品監視的天線系統，其中，磁棒天線的方向 可作調整以改變信號接收的方向性。上述的傳統方式改進型的電子物品監視的天線系統，其中，該些磁棒天線以 LC諧振電路方式工作，其諧振頻率與標籤諧振頻率相等，LC諧振電路的電感繞
制在該些磁棒上， 一可調電容值的電容並聯在該電感上，以調節諧振頻率作濾波處理。上述的傳統方式改進型的電子物品監^f見的天線系統，其中，該可調電容值的 電容是多個容量值大小不一的電容所組成的電容組，可以通過短路塊設置並聯或者斷開。上述的傳統方式改進型的電子物品監視的天線系統，其中，該可調電容值的 電容是一組固定容量大小不一的電容並上一個可微調的可變電容，可以通過微調 的可變電容精確的調節諧振頻率。上述的傳統方式改進型的電子物品監視的天線系統，其中，該LC諧振電路的 輸出端還連有差分放大器，對接收到的信號做差分放大處理並抑制幹擾信號，兩個輸入端 分別連接該LC諧振電路的兩輸出端，且兩個輸入端之間還連有第一開關。上述的傳統方式改進型的電子物品監視的天線系統，其中，該差分放大器的 輸出端還連有帶通濾波放大器，連接該差分放大器的輸出端，包括 一運算放大器；設置在該運算放大器一輸入端上的第二開關； 並聯於該運算放大器一輸入端電阻上的第二LC諧振電路； 與該第二 LC諧振電路並聯的第三開關； 控制器，連接第一開關、第二開關和第三開關，控制該三個開關的開合。 本實用新型對比現有技術有如下的有益效果本實用新型採用兩種完全不同 形式和性質的天線作為發射天線和接收天線，使得發射脈衝對磁棒接收天線的殘留 影響為零。本實用新型以一組》茲棒作為接收天線，通過調節磁棒的方向來靈活調整 接收的方向性，從而可以覆蓋一些原來不能檢查到的死角。磁棒接收天線釆用 58kHz的諧振方式，在接收信號時起到濾波作用。磁棒接收天線釆用差分接法來消 除共模幹擾。另外，本實用新型的天線系統調整方便，無PID等電流反饋控制線路 和算法，控制部分的DSP資源可省下用作其他更高級的算法步驟。
圖1是發射天線發射的脈衝序列的示意圖。圖2A是發射機和接收機分開的天線系統的結構圖。圖2B是發射機和接收機一體的天線系統的結構圖。圖3A是理想狀態下接收標籤諧振信號的示意圖。圖3B是實際狀態下接收標籤諧振信號的示意圖。圖4是本實用新型的發射天線的結構圖。圖5是本實用新型的接收天線的結構圖。圖6是本實用新型的》茲棒天線的調整示意圖。圖7是本實用新型的接收天線部分的原理框圖。圖8是圖7實施例中差動放大器的原理圖。圖9是圖7實施例中帶通濾波放大器的原理圖。圖IO是帶通濾波放大器中放大增益與諧振頻率關係的示意圖。圖ll是電子開關的時序示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的描述。本實用新型的EAS系統中的天線系統包括發射天線部分和接收天線部分這兩 部分。發射天線部分的結構如圖4所示，由一個獨立O字上天線10和一個獨立O 字下天線12重合而成。而且獨立O字上天線10和獨立O字下天線12既可以單獨 作為發射天線，也可以作為接收天線使用。而接收天線部分還包括一磁棒天線組 13其結構和位置如圖5所示，其包括至少一個^茲糹奉天線13a處於獨立O字上天線 部分，還包括至少一個磁^t奉天線13b處於獨立O字下天線部分，》茲糹奉天線組用來 接收位於標籤信號尾端的諧振衰減信號。請結合圖6, J茲棒天線13a和》茲棒天線13b 可以沿著X、 Y、 Z軸作角度上的調整，使得磁棒天線組13能夠針對任意方向調整 接收的靈敏度，可以覆蓋一些原來不能檢查到的死角。請參見圖7,》茲棒天線組13上還連有一個LC諧振電路21，諧振電路的電感 211繞制在磁棒天線13a和13b上，多個電容值不同的電容所組成的電容組212與 電感211並聯。該諧振電路21的諧振頻率與標籤的工作頻率相同， 一般為58kHz。 該諧振電路21能在接收信號時起到濾波作用。LC諧振電路21的輸出端連接一個差分放大器22，差分放大器22的兩輸入端 與LC諧振電路21的兩輸出端對應連接，而且在差分放大器22的兩輸入端中間還 連接一個電子開關Kl,電子開關連接控制器24。差分放大器22的放大電路如圖8 所示，對於兩個輸入端Vil和Vi2，幹擾信號在兩個輸入端相同，相減之後基本為 零，因此可有效地消除共模幹擾，抑制環境中各種58kHz頻率的幹擾，提高接收靈 敏度，提高探測的信噪比。在差分放大器22的輸出端連接一個帶通濾波放大器23，請同時參見圖9，該 帶通濾波放大器23包括一個普通的運算放大器231、設置在運算放大器231的一 個輸入端並與電阻R3並聯的LC諧振電路232，在LC諧振電路232上還並聯了一 個電子開關K3，電子開關K3與控制器24相連。同時在運算放大器231的一個輸 入端上連接一個電子開關K2,電子開關K2與控制器24相連。運算放大器231的 輸出端連接後續的信號接收電路(未圖示)。這裡的LC諧振電路232使此運算放 大器231的增益具有選頻的特性，請參見圖10， LC諧振電路232的諧振頻率變化 影響與之並聯的電阻R3的變化，從而影響帶通濾波放大器23的增益。請參見圖11，當處於發射信號的一個脈衝時間段，控制器24在一低電平信號 的作用下控制電子開關Kl閉合，差分放大器22的兩輸入端短路，差分放大器22 處於非工作狀態。同時控制電子開關K2斷開，從而斷開帶通濾波放大器23與差分 放大器22的連接。控制器24同時控制電子開關K3閉合，使LC諧振電路232因短 路而失效。在這種狀態下，接收窗口關閉。當發射脈沖結束並延遲一個時間(例如200us)，待發射脈沖的殘餘能量消退 後，控制器24接收到的是一個周期性的電平信號，在一高電平信號的作用下控制 電子開關K1斷開，差分放大器22的兩輸入端正常連接LC諧振電路21的兩輸出端； 控制電子開關K2閉合，從而連通帶寬濾波放大器23與差分放大器22;同時控制 電子開關K3閉合，使LC諧振電路232正常工作。在這種狀態下，接收窗口打開以 接收標籤衰減信號。上述實施例是提供給本領域普通技術人員來實現或使用本實用新型的，本領 域普通技術人員可在不脫離本實用新型的發明思想的情況下，對上述實施例做出種 種修改或變化，因而本實用新型的保護範圍並不被上述實施例所限，而應該是符合 權利要求書提到的創新性特徵的最大範圍。
權利要求1一種傳統方式改進型的電子物品監視的天線系統，其特徵在於，所述天線系統包括一組收發合一的天線組部分，由一個獨立O字環形上天線和一個獨立O字環形下天線組成，該O字上天線與該O字下天線處於一個平面上，該兩個天線既可以發射也可以接收；一組磁棒接收天線，專門用來接收，進一步包括至少兩個磁棒天線，其中至少一個磁棒天線在整個天線組的上半部，至少一個磁棒天線在整個天線組的下半部。
專利摘要本實用新型公開了一種傳統方式改進型的電子物品監視的天線系統，使得標籤衰減信號的監測變得更為容易，更好地消除了發射脈衝的殘留影響。其技術方案為該天線系統包括一組收發合一的天線組部分，由一個獨立O字環形上天線和一個獨立O字環形下天線組成，該O字上天線與該O字下天線處於一個平面上，該兩個天線既可以發射也可以接收；一組磁棒接收天線，專門用來接收，進一步包括至少兩個磁棒天線，其中至少一個磁棒天線在整個天線組的上半部，至少一個磁棒天線在整個天線組的下半部。本實用新型應用於電子物品監視系統中。
文檔編號H01Q21/00GK201015128SQ200620162579
公開日2008年1月30日 申請日期2006年12月30日 優先權日2006年12月30日
發明者楊曉暉 申請人:上海維恩佳得數碼科技有限公司