[发明专利]在读写器中使天线阵列输出形成数字波束的方法

说明书

技术领域

本发明涉及射频识别领域，更具体地说，涉及一种在读写器中使天线阵列输出形成数字波束的方法。

背景技术

当前，RFID（射频识别）技术在公共交通、地铁、校园等地方取得了广泛的应用。随着RFID技术的发展和成本的降低，RFID技术将会得到更快的发展。当然RFID技术在使用中也遇到了不少障碍，如读写器的读写距离限制、电子标签的冲突和读写速度等。在现有技术中，通常是采用单个的天线来接收外部的电磁波，由于这些天线具有固定的指向，其覆盖范围较窄；加上RFID的使用环境非常复杂，所以，在现有的天线中，可能会出现在一些情况下接收效果较好；而在另外一些情况下，接收效果并不好。例如，如果天线不是全向的，当标签位于该天线的主瓣之外的位置时，其接收效果就不好。即使能够接收到信号，其有效的作用距离也大大减少。为RFID的应用带来了一定的限制。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述天线覆盖范围较窄、接收效果不够理想缺陷，提供一种天线覆盖范围较宽、接收效果较为理想的在读写器中使天线阵列输出形成数字波束的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种在读写器中使天线阵列输出形成数字波束的方法，包括如下步骤：

A）天线阵列各阵元接收多个标签回波，所述天线阵列是均匀线阵；

B）比较参考阵元和所述天线阵列中其他阵元接收到的回波，分别得到第m个阵元相对于参考阵元的参数，所述参数包括第m个阵元对第i个标签回波信号的增益和第i个标签回波信号到达第m个阵元相对于参考阵元的时延；并得到所述天线阵列的导向矢量；

C）按照s_i＝z_i(t)·exp(jω₀t),i＝1,2,...,p得到所述参考单元接收到的第i个标签回波信号，其中，z_i(t)是第i个标签回波信号的复包络，exp(jω₀t)为其载波，p是标签总数；

D）按照得到第m个单元取得的第i个标签的回波信号；h_mi是第m个阵元对第i个标签回波信号的增益，τ_mi是第i个标签回波信号到达第m个阵元相对于参考阵元的时延，n_m(t)是第m个阵元收到的加性噪声；

E）对上述各天线阵元得到的第i个标签的回波信号进行加权求和，得到所述天线阵列输出的第i个标签的回波信号。

更进一步地，开始工作时还包括如下步骤：取得所述天线阵列的结构参数并设置所述天线阵列的参考单元。

更进一步地，还包括如下步骤：依次对所述天线阵列接收到的多个标签回波执行步骤A）到E），得到多个标签回波在所述天线阵列的输出信号。

更进一步地，所述均匀线阵是其天线阵元等距排列在一条直线上，两个阵元之间的间距小于或等于λ/2，λ是该天线阵列的工作波长。

更进一步地，所述步骤B）中进一步包括：

B1）分别比较第m个天线阵元和参考阵元接收到的信号，得到第m个阵元对于参考单元的第i个标签回波信号的增益；

B2）按照得到各天线阵元对于所述参考阵元的时延，其中，d是各阵元之间的阵元间距，θ是来波方向与阵列法线的夹角；