射頻識別裝置的製作方法

2023-07-18 04:15:06 2

專利名稱：射頻識別裝置的製作方法
技術領域：
本發明一般涉及射頻識別(RFID)裝置，尤其涉及可提供射頻識別讀 取器與射頻識別標籤功能的射頻識別裝置。
背景技術：
射頻識別是一種可用於許多物體、裝置或信息識別目的的技術。射
頻識別標籤或標誌廣泛用來將識別碼附加在物體上。例如射頻識別 標籤已經運用在盤點管理、建築物門禁管制以及車內安全鎖。儲存在 射頻識別標籤上的信息可識別具有獨特識別號碼的物品，或要進入有 保安建築物的人。射頻識別標籤也保存並傳輸充足的信息，以便對個 人、外包裝、盤點等等做唯一識別。在射頻識別系統內，為了從一射
頻識別標籤擷取信息，射頻識別讀取器會運用射頻(RF)數據傳輸技術 將一激勵信號(Excitation signal)傳送至該射頻識別標籤。該激勵信號將 射頻識別標籤激活，接著會將儲存於射頻識別標籤的信息傳輸或反饋 給射頻識別讀取器。然後射頻識別讀取器接收並將射頻識別標籤的信 息解碼。
射頻識別讀取器和射頻識別標籤可包含獨立電路以及彼此獨立的 功能，亦即射頻識別讀取器無法當成射頻識別標籤，反之亦然。更進 一步地，傳統射頻識別裝置可在例如13.56兆赫茲(MHz)或上下的高頻 (HF)之上操作，或在860至960 MHz範圍之內的超高頻(UHF)之上操 作。不過，在全領域通信日漸盛行的情況下，可能需要應用具有可在 高頻和超高頻頻帶以上運作的射頻識別裝置並且可能需要擁有在某些 應用當中包含射頻識別讀取器以及射頻識別標籤功能的射頻識別裝 置。

發明內容
本發明的一實施例提供一種射頻識別裝置，包含配置成接收與發射射頻識別信號的第一天線，該第一天線配置成在第一頻率上發射與接
收射頻識別信號；配置成提供通信數據的控制器；耦合於控制器與第
一天線的第一混頻器，該第一混頻器配置成使用具有第一頻率的第一
信號來調製來自控制器的數據；以及耦合於該控制器與該第一天線的 第二混頻器，該第二混頻器配置成使用具有第一頻率的第二信號來解 調從該第一天線接收的射頻識別信號。
本發明的另一實施例提供一種射頻識別裝置，包含可接收與發射射 頻識別信號的第一天線，該第一天線配置成在第一頻率上發射與接收 射頻識別信號；可發射該射頻識別信號的第二天線，該第二天線配置 成發射第二頻率上的射頻識別信號，第一頻率與第二頻率彼此不同； 配置成提供控制信號的控制器；以及耦合於該控制器並配置成根據該 控制信號產生至少具有第一頻率的第一信號或具有該第二頻率的第二 信號之一的合成器。
本發明的另一實施例提供一種射頻識別裝置，包含可接收與發射射 頻識別信號的第一天線，該第一天線配置成在第一頻率上發射與接收 射頻識別信號；可接收射頻識別信號的第二天線，該第二天線配置成 發射與接收第二頻率上的射頻識別信號，第一頻率與第二頻率彼此不 同；配置成提供控制信號的控制器；耦合於該控制器並配置成根據控 制信號產生具有第一頻率的第一信號的合成器；以及耦合於該控制器 並配置成根據控制信號產生具有第二頻率的第二信號的收發器。
本發明的某些實施例也提供一種數據通信的方法，該方法包含識別 用於數據通信的第一頻率；產生具有第一頻率的第一信號以及具有該 第一頻率的第二信號；偵測是否已接收一傳入信號，在以具有第一頻 率的第二信號為基礎的頻率之下將該傳入信號進行降頻 (Down-coiwerting)轉換；以及使用具有第一頻率的第一信號來調製數 據。
本發明的其他實施例提供一種數據通信的方法，該方法包含識別用 於數據通信的第一頻率與第二頻率；通過第一天線發射具有第一頻率 的第一信號以觸發第一射頻識別裝置；以及通過第二天線發射具有該 第二頻率的第二信號來觸發第二射頻識別裝置，其中第一射頻識別裝 置與第二射頻識別裝置之一包含一電源供應模塊。本發明的其他實施例也提供一種數據通信的方法，該方法包含識別 用於數據通信的第一頻率與第二頻率，該第一頻率與該第二頻率不同； 在混頻器上使用具有第一頻率的第一信號來調製數據；在收發器上使 用具有第二頻率的第二信號來調製數據；通過第一天線發射與接收具 有第一頻率的第一調製信號；以及通過第二天線發射與接收具有第二 頻率的第二調製信號。
應該了解的是，上文的概要說明以及下文的詳細說明都僅供作例示 與解釋，其並未限制本文所主張的發明。


當結合附圖閱覽時，即可更佳了解本發明前述的摘要以及上文詳細 說明。為達到本發明的說明目的，各圖式裡所繪為當前較佳的各具體 實施例。但是應了解本發明並不限於所繪的精確排列方式及設備裝置。
在各圖式中
圖1A為依據本發明的一實施例的射頻識別裝置的方塊圖1B為依據本發明的該實施例的數據通信方法的流程圖2A為依據本發明的另一實施例的射頻識別裝置的方塊圖2B為依據本發明的該實施例的數據通信方法的流程圖3A仍舊為依據本發明的其他實施例的射頻識別裝置的方塊圖3B為依據本發明的該實施例的數據通信方法的流程圖；以及
圖4為依據本發明的其他實施例的射頻識別裝置的方塊圖。
實施方式
現將詳細參照於本發明具體實施例，其實施例圖解於附圖中。盡可 能的，所有圖式中用相同元件符號代表相同或類似的部件。
圖1A為依據本發明的一實施例的射頻識別裝置10的方塊圖。請參 閱圖1A，射頻識別裝置10可包含控制器11、開關12、可支持射頻識 別讀取器功能的讀取器部分(未標示)以及可支持射頻識別標籤功能的 標籤部分(未標示)。該讀取器部分可進一步包含合成器13、功率分配 器14、第一混頻器15以及第一放大器，如功率放大器(PA) 16。標籤部 分可進一步包含第二放大器，如低噪聲放大器(LNA) 17、第二混頻器18以及基頻模塊19。射頻識別裝置10可進一步包含循環器28以及第 一天線21 。循環器28提供例如大約20至30 dB的隔離效果，以避免 讀取器部分提供的外送信號進入標籤部分，並且避免第一天線21上接 收的傳入信號進入讀取器部分。
關於該讀取器操作方面，例如微處理器的控制器11可提供第一控 制信號給合成器13，並且提供第二控制信號給開關12來開啟或關閉開 關12。在響應該第一控制信號方面，合成器13可產生具有第一頻率的 信號。在一實施例中，該第一頻率大約是915.4 MHz，屬於超高頻頻帶。 目前市面上可獲得的被動式射頻識別標籤可設計成接收與發射頻率為 915.4 MHz或附近的信號，而主動式射頻識別標籤可設計成接收頻率為 433 MHz或附近的信號，並且發射頻率為915.4 MHz或附近的信號。 一般而言，被動式射頻識別標籤可以是接收來自對應射頻識別讀取器 能量的標籤，而主動式射頻識別標籤包含一電源模塊，像是一電池， 來產生所需的能量。第一頻率可用於觸發對應的該射頻識別標籤。更 進一步，915.4 MHz頻率可因此促進目前市面上可獲得的被動式射頻識 別標籤的用途。
然後來自合成器13的信號在例如不改變第一頻率的情況下，於功 率分配器14上將功率分成一半。功率分配器14可提供具有第一分配 功率以及第一頻率的第一信號給第一混頻器15，以及提供具有第二分 配功率以及第一頻率的第二信號給第二混頻器18。在讀取器操作期間， 可開啟開關12來啟用第一信號的數據調製，例如數據可從控制器11 通過開關12傳送至第一混頻器15。根據來自功率產生模塊(未顯示)的 第一電平v+或第二電平v-，調製可包含但不受限于振幅鍵控(ASK)或 相位鍵控(PSK)調製。來自第一混頻器15的已調製的信號可提供給第 一放大器16做功率放大，然後通過循環器28傳送至第一天線21進行 傳輸。
關於標籤操作方面，可在第一天線21上接收已調製的輸入信號， 並通過循環器28傳送至低噪聲放大器17。控制器11可關閉開關12， 以響應在第一天線21上偵測到的輸入信號。根據來自功率分配器14 的第一頻率，具有第二頻率的輸入信號可在低噪聲放大器17上放大， 並且以第二混頻器18上的頻率進行降頻轉換。在一實施例中，第二頻率實質上可等於第一頻率。也就是在第一頻率大約是讀取器操作期間
所使用的915.4 MHz的情況下，第二頻率也大約為915.4 MHz。然後降 頻的信號可從第二混頻器18提供給基頻模塊19進行解調。基頻模塊 19可包含內含放大器、暫存器以及比較器的電路。然後解調的信號可 傳送至控制器11進行後續處理。
圖1B為依據本發明該實施例的數據通信方法的流程圖。請參閱圖 1B，另請參閱圖1A，在步驟101中，可識別用於數據通信的第一頻率。 在步驟102中，可產生具有第一頻率的第一信號以及具有第一頻率的 第二信號。接下來在步驟103中，可偵測是否在第一天線21上接收該 輸入信號。如果不是，諸如指令這些數據可在步驟104中用第一信號 調製，然後在歩驟105中，在第一天線21上傳輸已調製的信號。如果 是，輸入信號可在歩驟106中使用具有第一頻率的第二信號降頻，然 後降頻的信號可在步驟107中解調。
圖2A為依據本發明的另一實施例的射頻識別裝置20的方塊圖。請 參閱圖2A，除了加入例如第二功率放大器(PA) 26和第二天線22之外， 射頻識別裝置20類似於圖1A內說明的射頻識別裝置10。關於該讀取 器操作方面，合成器13除了產生具有第一頻率的信號以外，還產生具 有第三頻率的其他信號。與第一頻率不同的第三頻率可用於觸發主動 式射頻識別標籤。在一實施例中，第一頻率大約是915.4 MHz，並且第 三頻率可大約是457.7 MHz，即該第一頻率的一半，這可幫助設計分頻 器電路(未顯示)。在其他實施例當中，第一頻率大約是915.4MHz，並 且第三頻率可大約是433 MHz，這有助於運用目前市面上可獲得的該 主動式射頻識別標籤。具有該第三頻率的信號可在第二功率放大器26 上放大，然後通過第二天線22發射。
關於標籤操作方面，來自被動式射頻識別標籤或主動式射頻識別標 籤的輸入信號可包含第二頻率。在一實施例中，被動式射頻識別標籤 可配置成接收與發射頻率為915.4 MHz或附近的信號，而主動式射頻 識別標籤可配置成接收頻率為433 MHz或附近的信號，並且發射頻率 為915.4 MHz或附近的信號。
圖2B為依據本發明的該實施例的數據通信方法的流程圖。請參閱 圖2B，另請參閱圖2A，在步驟201中，可識別用於數據通信的第一頻率與第三頻率。在步驟202中，可產生具有該第一頻率的第一信號、 具有第一頻率的第二信號以及產生具有第三頻率的第三信號。在一實 施例中，第一信號與第三信號分別用於觸發被動式射頻識別標籤與主
動式射頻識別標籤。接下來在步驟203中，可偵測是否在第一天線21 上接收該傳入信號。如果是，輸入信號可在步驟204中使用具有第一 頻率的第二信號降頻，然後降頻的信號可在步驟205中解調。如果不 是，則在步驟206中可決定是否觸發該射頻識別標籤，諸如主動式射 頻識別標籤。如果是，在步驟207中，通過第二天線22發射第三信號 來觸發該射頻識別標籤。如果不是，諸如指令這些數據可在步驟208 中用第一信號調製，然後在步驟209中，在第一天線21上傳輸已調製 的信號來觸發例如被動式射頻識別標籤。
圖3A仍舊為依據本發明的其他實施例的射頻識別裝置30的方塊 圖。請參閱圖3A，除了加入例如收發器31、第三功率放大器(PA) 36 和第三天線23之外，射頻識別裝置30類似於圖1A內說明的射頻識別 裝置10。關於讀取器操作方面，控制器11傳送第一控制信號至收發器 31以及合成器13，來啟用至少收發器31或合成器13之一。更進一步 地，開關U可開啟來啟用在收發器31上使用來自控制器11的數據調 制。該調製可包含但不受限于振幅鍵控或相位鍵控調變。在一實施例 中，收發器31可提供具有第四頻率例如大約13.56 MHz的己調製信號。 然後已調製的信號通過第三天線23發射。
關於標籤操作方面，可在第一天線21上接收具有第一頻率的第一 輸入信號，並通過循環器28、低噪聲放大器17、第二混頻器18以及 基頻模塊19傳送至控制器11。在一實施例中，該第一頻率包含UHF 成份。更進一步，具有第二頻率的第二輸入信號可在第三天線23上接 收，並傳送至收發器31進行解調。然後可將數位訊號的己解調信號傳 送至控制器11進行後續處理，例如解碼。在一實施例中，該第三頻率 包含13.56 MHz頻率成份。
圖3B為依據本發明的該實施例的數據通信方法的流程圖。請參閱 圖3B，另請參閱圖3A，在步驟301中，可識別用於數據通信的第一 頻率與第四頻率。在步驟302中，可產生具有第一頻率的第一信號、 具有第一頻率的第二信號以及產生具有第四頻率的第四信號。接下來在步驟303中，可偵測是否在第一天線21上接收該輸入信號。如果是， 則該輸入信號可在步驟304中使用具有第一頻率的第二信號降頻，然 後降頻的信號可在步驟305中解調。如果不是，在步驟306中，可偵 測是否在第二天線22上接收該輸入信號。如果是，在步驟307中，可 解調輸入信號然後解碼。如果不是，在步驟308中，可決定信號是否 已經在第一天線21上發射。如果是，在步驟309中，諸如指令這些數 據可用具有第一頻率的第一信號調製，然後通過第一天線21發射已調 制信號。如果不是，在步驟310中，可決定信號是否已經在第二天線 22上發射。如果是，在步驟311中，諸如指令這些數據可用具有第四 頻率的第四信號調製，然後通過第二天線22發射已調製信號。如果不 是，則重複步驟303。
圖4為依據本發明的其他實施例的射頻識別裝置40的方塊圖。請 參閱圖4，射頻識別裝置40類似於圖2A內說明的射頻識別裝置20以 及圖3A內說明的射頻識別裝置30的組合。在本發明的一實施例中， 射頻識別裝置40可通過第一天線21發射與接收具有第一頻率的信號。 該第一頻率可包含UHF頻帶上的一頻率，例如915.4 MHz。更進一步， 射頻識別裝置40可通過第二天線22發射具有第二頻率的信號，來觸 發主動式射頻識別標籤。第二頻率可包含UHF頻帶上的一頻率，例如 433 MHz。再者，射頻識別裝置40可通過第三天線23發射與接收具有 第三頻率的信號。該第三頻率可包含13.56 MHz。操作射頻識別裝置 40的方法可類似於圖2A和3A內說明的方法，所以不再討論。
在說明本發明的代表性具體實施例時，本說明書可將本發明的方法 及/或製造方法表示為一特定的歩驟次序；不過，由於該方法或製造方 法的範圍並不為本文所提出的特定的步驟次序，故該方法或製造方法 不應受限於所述的特定步驟次序。本領域技術人員當會了解其它步驟 次序也是可行的。所以，不應將本說明書所提出的特定步驟次序視為 對權利要求的限制。此外，亦不應將有關本發明的方法及/或製造方法 的權利要求僅限制在以書面所述的步驟次序的實施，本領域技術人員 易於了解，所述次序也可加以改變，並且仍涵蓋於本發明的精神與範 疇之內。
本領域技術人員應了解可對上述各項具體實施例進行變化，而不致背離其廣義的發明性概念。因此，應了解本發明並不限於本公開的特 定具體實施例，而為涵蓋歸屬如後附各權利要求所定義的本發明精神 及範圍內的修飾。
權利要求
1.一種射頻識別裝置，包含配置成接收與發射射頻識別信號的第一天線，該第一天線配置成在第一頻率上發射與接收射頻識別信號；配置成提供通信數據的控制器；耦合於控制器與第一天線的第一混頻器，該第一混頻器配置成使用具有第一頻率的第一信號來調製來自控制器的數據；以及耦合於控制器與第一天線的第二混頻器，該第二混頻器配置成使用具有第一頻率的第二信號來解調從該第一天線接收的射頻識別信號。
2. 根據權利要求1所述的裝置，進一步包含耦合於控制器並配置 成產生具有第一頻率的信號的合成器。
3. 根據權利要求2所述的裝置，進一步包含功率分配器，該功率 分配器耦合於合成器並配置成根據來自合成器的信號，產生具有第一 頻率的第一信號以及具有第二頻率的第二信號。
4. 根據權利要求1所述的裝置，進一歩包含耦合於該控制器與該 第一天線之間的開關，其中控制器在第一天線發射信號的期間開啟開 關，並且在第一天線接收信號期間關閉開關。
5. 根據權利要求1所述的裝置， 頻率的信號的第二天線。
6. 根據權利要求5所述的裝置， 中之一位於超高頻率頻帶內。
7. 根據權利要求6所述的裝置， 茲，第二頻率大約為433兆赫茲。進一步包含配置成發射具有第二 其中第一頻率與第二頻率至少其 其中第一頻率大約為915.4兆赫
8. 根據權利要求1所述的裝置，進一步包含收發器，該收發器耦 合於控制器並配置成使用具有第二頻率的第三信號來調製數據。
9. 根據權利要求8所述的裝置，進一步包含第三天線，該第三天線耦合於收發器並配置成發射與接收具有第三頻率的信號。
10. 根據權利要求9所述的裝置，其中第三頻率大約是13.56兆 赫茲。
11. 一種射頻識別裝置，包含可接收與發射射頻識別信號的第一天線，該第一天線配置成在第 一頻率上發射與接收射頻識別信號；可發射射頻識別信號的第二天線，該第二天線配置成發射第二頻率上的射頻識別信號，第一頻率與第二頻率彼此不同； 配置成提供控制信號的控制器；以及耦合於控制器並配置成根據控制信號產生至少具有第一頻率的第 一信號或具有第二頻率的第二信號之一的合成器。
12. 根據權利要求11所述的裝置，進一步包含耦合於該控制器 的開關，其中該控制器在第一天線發射信號期間開啟開關，並且在第 一天線接收信號期間關閉開關。
13. 根據權利要求11所述的裝置，進一步包含第一混頻器，其 與該控制器耦合併配置成根據該第一頻率調變來自該控制器的數據。
14. 根據權利要求11所述的裝置，進一步包含耦合於控制器並 配置成根據第一頻率將第一天線接收的射頻識別信號解調的第二混頻 器。
15. 根據權利要求11所述的裝置，進一步包含位於第一天線與 合成器之間的循環器。
16. 根據權利要求11所述的裝置，進一步包含耦合於控制器並 配置成以第三頻率調製來自控制器的數據的收發器。
17. 根據權利要求16所述的裝置，進一步包含耦合於該收發器並配置成發射與接收具有第三頻率的信號的第三天線。
18. —種射頻識別裝置，其包含可接收與發射射頻識別信號的第一天線，該第一天線配置成在第一頻率上發射與接收該射頻識別信號；可接收與發射射頻識別信號的第二天線，該第二天線配置成發射 與接收第二頻率上的射頻識別信號，第一頻率與第二頻率彼此不同；配置成提供控制信號的控制器；與控制器耦合併配置成根據控制信號產生具有第一頻率的第一信 號的合成器；以及與控制器耦合併配置成根據控制信號產生具有第二頻率的第二信 號的收發器。
19. 根據權利要求18所述的裝置，進一步包含耦合於該控制器 的開關，其中控制器提供通過該開關至收發器的通信數據。
20. 根據權利要求19所述的裝置，其中收發器使用具有第二頻 率的第二信號調製來自控制器的數據。
21. 根據權利要求18所述的裝置，進一歩包含耦合於控制器的 第一混頻器，其中控制器提供通過該開關通信至該第一混頻器的數據。
22. 根據權利要求21所述的裝置，其中第一混頻器使用具有第 一頻率的第一信號調製來自控制器的數據。
23. 根據權利要求18所述的裝置，進一步包含耦合於控制器並 配置成根據第一頻率將第一天線接收的射頻識別信號解調的第二混頻 器。
24. 根據權利要求18所述的裝置，進一步包含可接收與發射射 頻識別信號的第三天線，其中該第三天線配置成用第三頻率發射射頻 識別信號，該第三頻率與第一頻率和第二頻率不同。
25. 根據權利要求24所述的裝置，其中合成器配置成根據控制 信號產生至少具有第一頻率的第一信號或具有第三頻率的第三信號之
全文摘要
本發明揭示一種射頻識別裝置，該射頻識別裝置包含一配置成接收與發射射頻識別信號的第一天線，該第一天線配置成在第一頻率上發射與接收該信號；配置成提供通信數據的控制器；耦合於控制器與第一天線的第一混頻器，該第一混頻器配置成使用具有第一頻率的第一信號來調製來自控制器的數據；以及與控制器和第一天線耦合的第二混頻器，該第二混頻器配置成使用具有第一頻率的第二信號解調從第一天線接收的信號。
文檔編號G06K7/00GK101299229SQ20071030533
公開日2008年11月5日 申請日期2007年12月25日 優先權日2007年4月30日
發明者張劭彰, 陳亞萍 申請人:財團法人工業技術研究院