[发明专利]应答器、尤其RFID应答器、和运行应答器、尤其RFID应答器的方法

说明书

本发明涉及一种应答器，其中，形成至少一个由至少一个第一和至少一个第二天线构成的第一列，天线分别按照反向散射的方式设计并运行，并且天线在功能上相互连接，即它们在接收到信号时将信号按照反向散射的方式通过成形的辐射特性反向散射。本发明还涉及一种用于运行应答器的方法。

技术领域

本发明涉及一种应答器、尤其是RFID应答器。本发明还涉及一种用于运行应答器、尤其是运行RFID应答器的方法。

背景技术

在工业4.0的背景下，人和物体的辨识和定位变得越来越重要，其中，一个重要的方面就是无线模态。

通过所谓的射频识别(RFID)系统可以替代从一个标签(应答器)到一个读取器(询问机、阅读器)的信息。

这种系统通常由少数几个读取器和许多个标签构成。也可以设想不对称的复杂性，即从读取器到标签的信息交换、或者多节点场景(例如Zigbee技术)、在所有存在的标签与读取器之间的信息交换。

除了信息交换以外，遥测信息也是重要的组成部分，以便拓展该系统的工作能力。遥测的基础组成部分是定位和取向确定，它们要分开强调。

取向确定在此与姿态确定是相同的意思，并且在不限制普遍性的情况下测量滚转角、俯仰角和偏航角。相反，定位则与位置确定是相同的意思，它是在不限制普遍性的情况下测量高度、宽度和长度或者方位角、仰角和间距。

利用能够汇集和传输所述数量的信息的系统，可以实现广泛的应用组合。例如可以转用于物流中的监控并且可以实现随之引起的应用可行性，例如智能储存等等。或者，能够对起重机上的负载进行定位并且确定姿态，以便对其进行最佳调节。利用这种系统可以实现许多其他的应用，在这里对此不再进一步探讨。

鉴于一些性能参数，例如通信的鲁棒性、标签与读取器之间的作用距离(衰减与作用距离成比例：衰减～r^-4)、标签的功率消耗、设计尺寸、标签的电路复杂度和由此带来的成本，这种系统应(在复杂的环境中)经受住许多的电磁(EM)效应，如多路径反射和阴影效应。多路径扩散是一种严重降低表现的效应。多路径的挑战在于由于多路径扩散而产生的效应。也就是说，一个信号在进行测量的空间内被多次地反射并且多次到达接收器。由来自所有路径的信号的重叠相加得到的总信号重叠成无法解释的总数据流。

作用距离、多路径扩散、姿态确定和系统复杂性作为关键表现指数被辨识，其中，它们与信号通信的鲁棒性直接相关。此外，当标签与读取器之间的间距减少到最小间距时，读取器中出现动态问题。

已知，由至少一个读取器和至少一个应答器构成总系统。应答器可以相对于读取器被定位，并且/或者实现数据交换。为了使得系统能够鉴于作用距离而进行定位，读取器使用雷达。如果还要评估角度信息，那么考虑MIMO方案，即所谓的MIMO读取器。为了检测尽可能大的空间扇区，使用全向的天线配置。还用到定向的天线配置，其例如提高了作用距离并且在改进分辨率的背景下能够扫描所关注的空间领域。因此，在100mW erip(有效全向辐射功率“equivalent isotropically radiated power”)时，功率限制大约为24GHz ISM频段。通过相应的基带处理来确保通信评估。

在此，标签以反向散射(BS)-天线基点调制(Antennenfusspunktmodulation)为基础。常见的反向散射标签的工作方式如下：不是在标签中产生RF载波，而是再次使用在读取器中产生的RF载波，令它进行调制并且受控地被反射。这种辐射尽可能全向地进行，以便与标签的取向无关地在读取器处接收信号。以这种方式能够利用简单的硬件设计实现高效的无线电通信，其中，硬件复杂度转移到读取器上。在标签方面避免了收发机链路。

在这种已知系统中，根据天线系统的和频带的设计只能实现有限的无线电通信作用距离和有限的定位，并且对于许多应用来说有局限性。因此，譬如在物流中要以很大的作用距离为前提，才能由基站利用读取器辨识、定位并追踪带有标签的货柜。此外，利用这种系统也不能确定贴有标签的物体的姿态。