高集成度UHF頻段RFID讀寫器射頻模塊設(shè)計

1引言

無線射頻識別（RFID，RadioFrequencyIdentification）是結(jié)合了無線電、芯片設(shè)計以及計算機(jī)等多學(xué)科的新技術(shù),尤其近年來超高頻（UHF）的標(biāo)準(zhǔn)ISO18000-6C的制訂及其系統(tǒng)的開發(fā)，使得RFID應(yīng)用前景更為廣闊。通常一套UHFRFID系統(tǒng)包括標(biāo)簽，讀寫器，天線和后臺控制器等=，見圖1，其中讀寫器是設(shè)計難度大，很重要的部件之一。標(biāo)簽和讀寫器間的通信是采用反向散射原理將標(biāo)簽的數(shù)據(jù)傳輸?shù)阶x寫器，這樣就需要讀寫器發(fā)射載波信號攜帶回標(biāo)簽的數(shù)據(jù)=，這樣的工作方式就存在接收標(biāo)簽信號的同時，發(fā)射鏈路一直在發(fā)射載波信號。如果收發(fā)鏈路隔離差，就會存在發(fā)射鏈路的載波信號泄漏到接收鏈路過強(qiáng)導(dǎo)致接收鏈路飽和，線性惡化和發(fā)射載波信號的相位噪聲影響接收信號解調(diào)而無法識別標(biāo)簽數(shù)據(jù)。

傳統(tǒng)的讀寫器設(shè)計采用收發(fā)天線分離，增加收發(fā)信號的隔離度，避免發(fā)射載波信號泄漏過強(qiáng)，但該種讀寫器的體積比較大，成本高，需要多天線，安裝麻煩。本文采用零中頻方案，通過仿真分析收發(fā)單天線讀寫器的射頻模塊指標(biāo)設(shè)計，克服收發(fā)單天線讀寫器比收發(fā)雙天線隔離度差的問題，制定出合理的發(fā)射載波信號的相位噪聲指標(biāo)和接收鏈路噪聲系數(shù)及P1dB壓縮點指標(biāo)，從而設(shè)計出UHF頻段（902MHz-928MHz）高集成度的2組收發(fā)單天線讀寫器射頻模塊，其輸出功率能達(dá)到1W，讀標(biāo)簽的距離可以達(dá)到5米以上。

圖1RFID系統(tǒng)組成框圖

2仿真及分析

本文采用零中頻方案，如圖2所示的兩組收發(fā)單天線射頻模塊設(shè)計框圖。為比較分析，給出圖3所示的兩組收發(fā)雙天線射頻模塊框圖。

圖2兩組收發(fā)單天線射頻模塊框圖

圖3兩組收發(fā)雙天線射頻模塊框圖